国产91免费_国产精品电影一区_日本s色大片在线观看_中文在线免费看视频

您現(xiàn)在的位置: 通信界 >> 數(shù)據(jù)通信 >> 技術(shù)正文  
 
無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的T5743芯片接受節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)[圖]
[ 通信界 / 《傳感器世界》2010年第6期 / www.6611o.com / 2011/8/22 20:44:45 ]
 

摘要:無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)是一個(gè)微型嵌入式系統(tǒng),有采集、發(fā)送、接收數(shù)據(jù)等功能,本文以無(wú)線通信技術(shù)為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)接收節(jié)點(diǎn),采用RF射頻接收芯片T5743的網(wǎng)絡(luò)接收節(jié)點(diǎn),達(dá)到了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的短距離接收,并降低接收數(shù)據(jù)的誤碼率,實(shí)現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)無(wú)線通信。

一、引言

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)將成百上千的傳感器節(jié)點(diǎn)布置在一個(gè)特定的區(qū)域內(nèi)形成監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò),這些節(jié)點(diǎn)通過(guò)特定的協(xié)議高效、穩(wěn)定、正確的組織起來(lái),協(xié)同工作完成某項(xiàng)應(yīng)用任務(wù),達(dá)到數(shù)據(jù)采集、無(wú)線通信和信息處理的能力。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以實(shí)時(shí)傳送監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),具有快速構(gòu)建、部署方便的特點(diǎn),不易受到目標(biāo)環(huán)境的限制,因此在環(huán)境監(jiān)測(cè)、城市交通管理、醫(yī)療監(jiān)護(hù)、倉(cāng)儲(chǔ)管理、汽車(chē)電子等領(lǐng)域有較好的應(yīng)用。

在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)通常是一個(gè)微型的嵌入式系統(tǒng),對(duì)采集數(shù)據(jù)、接收數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、發(fā)送數(shù)據(jù)等的功能要求各有兼顧,其處理能力、存儲(chǔ)能力和通信能力都是對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和協(xié)同工作,因此傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的軟硬件技術(shù)是傳感器網(wǎng)絡(luò)研究的重點(diǎn)。本文主要是對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的短距離接收進(jìn)行設(shè)計(jì)探討。

二、接收節(jié)點(diǎn)工作原理

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)接收節(jié)點(diǎn)模塊主要由接收芯片T5743和MCU微處理器PIC18F6620構(gòu)成,如圖1,發(fā)射端采用ATMEL公司的的T5754做為數(shù)據(jù)發(fā)射芯片,與接收芯片T5743相匹配,以一定的發(fā)射接收頻率和數(shù)據(jù)傳輸速率協(xié)同工作。接收芯片T5743通過(guò)DATA串行雙向數(shù)據(jù)線與MCU微處理器PIC18F6620的I/O口進(jìn)行通訊,MCU微處理器接收數(shù)據(jù)時(shí),用DATA_CLK作為同步時(shí)鐘,微處理器PIC18F6620向接收芯片T5743發(fā)送指令時(shí)依靠特殊時(shí)序來(lái)達(dá)成數(shù)據(jù)接收和處理。接收過(guò)程用軟件控制的方式來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送和實(shí)現(xiàn)對(duì)接收芯片T5743的控制,在接收數(shù)據(jù)之前,微處理器PIC18F6620通過(guò)DATA線將MUC內(nèi)的程序?qū)懭虢邮招酒呐渲眉拇嫫骼�,�?duì)接收芯片進(jìn)行配置,隨后等待接收數(shù)據(jù);當(dāng)有數(shù)據(jù)來(lái)時(shí),由接收芯片T5743的LNA_IN端接入,經(jīng)低噪聲放大器放大后送入混頻器,使其變換成中頻;在中頻級(jí),經(jīng)變換的信號(hào)在送入解調(diào)器之前被放大和濾波。

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的T5743芯片接受節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

三、接收節(jié)點(diǎn)芯片

ATMEL的T5743芯片是集成UHF無(wú)線電接收模塊,帶有PLL鎖相環(huán)結(jié)構(gòu)的接收芯片,采用SO20封裝。T5743芯片是為滿足低數(shù)據(jù)率、低成本RF數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的要求而開(kāi)發(fā)出來(lái)的,其數(shù)據(jù)傳輸速度為1~10kB/s,編碼方式為曼切斯特或雙相位方式,可用于接收頻率范圍為300MHz~450MHz(433.92MHz和315MHz)的ASK數(shù)據(jù)傳輸;高靈敏度,全集成VCO,可實(shí)現(xiàn)低功耗功能,電源電壓4.5V~5.5V;單端RF輸出容易與天線或PCB版的印制天線相適配;工作溫度范圍為-40℃~105℃。

T5743芯片帶有一雙向串行數(shù)據(jù)接口DATA,通過(guò)DATA芯片可與MCU進(jìn)行串行通訊,交換信息。它可以工作在2種典型頻率433.92MHz和315MHz,由MODE引腳來(lái)選擇,置高為433.92MHz,置低為315MHz,接收頻率在1kB~10kB之間可選,由軟件設(shè)定。設(shè)計(jì)中由于采用1MHz中頻與前端SAW濾波器相配合實(shí)現(xiàn)了高鏡像抑制,基于使新型SAW器件,達(dá)到了40dB抑制,并能用簡(jiǎn)單的雙向數(shù)據(jù)線實(shí)現(xiàn)與微控制器的通信,利用單獨(dú)引腳經(jīng)微控制器實(shí)現(xiàn)電源管理。

T5743芯片的RF前端是一個(gè)超外差結(jié)構(gòu),將射頻輸入信號(hào)變換成1MHz IF信號(hào)。RF前端由低噪聲放大器LNA,本地振蕩器LO、混頻器和RF放大器組成。LO是由PLL鎖相環(huán)產(chǎn)生的載波頻率,供混頻器使用。RF信號(hào)經(jīng)RF輸入腳LNA-IN輸入,在433.92MHz時(shí)輸入阻抗為1000Ω/pF,在設(shè)計(jì)輸入網(wǎng)絡(luò)時(shí)首先考慮噪聲匹配,適當(dāng)調(diào)整元件值和印制板的分布電感電容與輸入端的匹配,達(dá)到T5743在高信噪比時(shí)靈敏度最高。這樣,從RF前端來(lái)的信號(hào)經(jīng)全集成4階IF濾波器濾波,達(dá)到334.92MHz的應(yīng)用,中頻的中心頻率為l MHz。

設(shè)計(jì)中解調(diào)器的工作方式由寄存器OPMODE設(shè)置,邏輯“L”設(shè)置解調(diào)器為FSK方式;邏輯“H”設(shè)置解調(diào)器為ASK方式。在ASK方式使用了自動(dòng)門(mén)限控制電路,它將檢測(cè)參考電壓設(shè)置在一個(gè)能獲得好信噪比的適當(dāng)值上,這個(gè)電路也能有效抑制任何類(lèi)型的帶內(nèi)噪聲信號(hào)或競(jìng)爭(zhēng)發(fā)射,如果S/N超過(guò)10dB即能很好檢測(cè)出數(shù)據(jù)信號(hào)。在FSK方式下,如果S/N超過(guò)2dB就能檢測(cè)出數(shù)字信號(hào)。

解調(diào)器的輸出信號(hào),經(jīng)數(shù)字濾波器濾波后送到數(shù)字信號(hào)處理電路,數(shù)字濾波器的通帶與數(shù)據(jù)信號(hào)的特性相匹配。數(shù)字濾波器由1階高通和3階低通濾波器組成。高通濾波器的截止頻率fcu _ DF由公式(1)決定。低通濾波器的截止頻率由所選波特率范圍(BR-Range)決定,BR-Range在OPMODE寄存器中設(shè)定,BR-Range的設(shè)置必須與波特率相適應(yīng)。

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的T5743芯片接受節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)接收節(jié)點(diǎn)的數(shù)字電路和模擬濾波器的全部定時(shí)都是來(lái)自一個(gè)時(shí)鐘。這一時(shí)鐘周期TCLK是從晶體振蕩器經(jīng)分頻器得到的,分頻次數(shù)由MODE引腳端的邏輯狀態(tài)控制。晶體振蕩器的頻率是由RF輸入信號(hào)決定的,它也同時(shí)決定了本地振蕩器的頻率(fLO)。T5743芯片的工作狀態(tài)是由OPMODE和LIMIT的兩個(gè)15位RAM寄存器進(jìn)行設(shè)置的,寄存器可由雙向DATA口編程。如果寄存器內(nèi)容由于掉電而改變,這一狀態(tài)由一個(gè)稱為復(fù)位標(biāo)識(shí)(RM)的輸出表示出來(lái),在這種情況下的接收電路必須重新編程。在加電復(fù)位(POR)后,寄存器被置為默認(rèn)模式,如果接收機(jī)工作默認(rèn)模式,不需對(duì)寄存器編程。同樣,如果接收電路不是在復(fù)位方式,就會(huì)啟動(dòng)相應(yīng)的OFF指令編程;如果接收電路處在復(fù)位方式,相應(yīng)的OFF指令編程不會(huì)被啟動(dòng),在DATA腳仍呈現(xiàn)復(fù)位標(biāo)志。

四、接收節(jié)點(diǎn)電路

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)接收節(jié)點(diǎn)芯片T5743是一個(gè)高度集成的PLL無(wú)線接收模塊,能夠接收并解調(diào)FSK調(diào)制的曼徹斯特編碼數(shù)據(jù),同時(shí)通過(guò)一個(gè)雙向數(shù)據(jù)口將其發(fā)送出去。該無(wú)線接收芯片通過(guò)一個(gè)智能的輪詢方式使接收節(jié)點(diǎn)在大部分時(shí)間處于休眠模式,只有在監(jiān)測(cè)到有效傳輸時(shí),才會(huì)結(jié)束休眠模式轉(zhuǎn)換為接收模式,并將數(shù)據(jù)流傳送給控制器。這樣,可以最大限度地減少能量消耗。圖2為無(wú)線接收節(jié)點(diǎn)電路原理圖。

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的T5743芯片接受節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

圖2中接收芯片的T5743的XTO是參考晶振的出入端,引腳LNA_IN提供RF到LNA輸入,設(shè)計(jì)采用的接收頻率為433.92MHz,所以fXTO=6.76438MHz,將MODE引腳設(shè)置為高電平,數(shù)據(jù)時(shí)鐘周期TCLK為2.0697μs。DATA引腳接到RB0引腳,DATA_CLK引腳接到RB2引腳,POLLING引腳接到RC7引腳,IC_ACTIVE引腳接到RF1引腳,至此完成T5743與MCU微處理器PIC18F6620的連接。

接收芯片的T5743的LF引腳連接一個(gè)帶寬為100kHz的無(wú)源環(huán)路濾波器。LNA_GND引腳的電感L為25nH,L是饋電電感,以建立供電DC通路。C7與L一起形成串聯(lián)諧振電路。LNA_IN引腳連接天線,中間部分為T(mén)型匹配網(wǎng)絡(luò)。

五、數(shù)據(jù)傳輸誤碼率測(cè)試

對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)接收節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)有效性的測(cè)試,必須通過(guò)驗(yàn)證系統(tǒng)的性能進(jìn)行,在一定距離內(nèi)進(jìn)行系統(tǒng)通信測(cè)試時(shí),判斷數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院陀行�。在�?duì)網(wǎng)絡(luò)接收節(jié)點(diǎn)的T5743芯片完成輸入輸出波形和電路邏輯的時(shí)序檢測(cè)后,將無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接收節(jié)點(diǎn)與PC機(jī)相連,改變發(fā)射端與接收端之間的距離,測(cè)試通訊距離及相應(yīng)的誤碼率。設(shè)計(jì)中將發(fā)射端以5kB的數(shù)據(jù)速率發(fā)送20062120133~20062240266均勻遞增的測(cè)試數(shù)據(jù),誤碼測(cè)試程序?qū)⒔邮盏降臄?shù)據(jù)與自己生成的數(shù)據(jù)序列(20062120133~20062240266)同步、對(duì)比測(cè)得誤碼率。表1為接收節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)誤碼率測(cè)試結(jié)果。

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的T5743芯片接受節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

在通信距離及通信誤碼率測(cè)試過(guò)程中,5m~10m通信距離中外界干擾對(duì)系統(tǒng)的影響較小,甚至人為制造的電磁干擾對(duì)其通信誤碼率影響也較小,接收節(jié)點(diǎn)能夠穩(wěn)定有效的工作;10m~30m的通信距離,外界的干擾對(duì)系統(tǒng)的影響較大,接收節(jié)點(diǎn)通信誤碼率上升,但仍能滿足通訊要求,接收節(jié)點(diǎn)工作性能出現(xiàn)間或不穩(wěn)定;大于30m以上系統(tǒng)工作不穩(wěn)定,通信誤碼率上升很快,接收節(jié)點(diǎn)已不能滿足通信數(shù)據(jù)傳輸要求。

六、結(jié)論

無(wú)線傳感器網(wǎng)以無(wú)線通信技術(shù)為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)接收節(jié)點(diǎn),采用RF射頻接收芯片T5743無(wú)線接收傳感器采集的數(shù)據(jù),將接收數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)MCU微處理器PIC18F6620處理,實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸。本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳感器采集數(shù)據(jù)的無(wú)線接收,在短距離無(wú)線通信中能夠有效、準(zhǔn)確的接收數(shù)據(jù),減少誤碼率的發(fā)生。

 

作者:《傳感器世界》2010年第6期 合作媒體:《傳感器世界》2010年第6期 編輯:顧北

 

 

 
 熱點(diǎn)技術(shù)
普通技術(shù) “5G”,真的來(lái)了!牛在哪里?
普通技術(shù) 5G,是偽命題嗎?
普通技術(shù) 云視頻會(huì)議關(guān)鍵技術(shù)淺析
普通技術(shù) 運(yùn)營(yíng)商語(yǔ)音能力開(kāi)放集中管理方案分析
普通技術(shù) 5G網(wǎng)絡(luò)商用需要“無(wú)憂”心
普通技術(shù) 面向5G應(yīng)運(yùn)而生的邊緣計(jì)算
普通技術(shù) 簡(jiǎn)析5G時(shí)代四大關(guān)鍵趨勢(shì)
普通技術(shù) 國(guó)家網(wǎng)信辦就《數(shù)據(jù)安全管理辦法》公開(kāi)征求意見(jiàn)
普通技術(shù) 《車(chē)聯(lián)網(wǎng)(智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē))直連通信使用5905-5925MHz頻段管理規(guī)定(
普通技術(shù) 中興通訊混合云解決方案,滿足5G多元業(yè)務(wù)需求
普通技術(shù) 大規(guī)模MIMO將帶來(lái)更多無(wú)線信道,但也使無(wú)線信道易受攻擊
普通技術(shù) 蜂窩車(chē)聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)及關(guān)鍵技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的研究
普通技術(shù) 4G與5G融合組網(wǎng)及互操作技術(shù)研究
普通技術(shù) 5G中CU-DU架構(gòu)、設(shè)備實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用探討
普通技術(shù) 無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)承載5G前傳信號(hào)可行性的研究概述
普通技術(shù) 面向5G中傳和回傳網(wǎng)絡(luò)承載解決方案
普通技術(shù) 數(shù)據(jù)中心布線系統(tǒng)可靠性探討
普通技術(shù) 家庭互聯(lián)網(wǎng)終端價(jià)值研究
普通技術(shù) 鎏信科技CEO劉舟:從連接層構(gòu)建IoT云生態(tài),聚焦CMP是關(guān)鍵
普通技術(shù) SCEF引入需求分析及部署應(yīng)用
  版權(quán)與免責(zé)聲明: ① 凡本網(wǎng)注明“合作媒體:通信界”的所有作品,版權(quán)均屬于通信界,未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的,應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用,并注明“來(lái)源:通信界”。違反上述聲明者,本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。 ② 凡本網(wǎng)注明“合作媒體:XXX(非通信界)”的作品,均轉(zhuǎn)載自其它媒體,轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)。 ③ 如因作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問(wèn)題需要同本網(wǎng)聯(lián)系的,請(qǐng)?jiān)谝辉聝?nèi)進(jìn)行。142
通信視界
華為余承東:Mate30總體銷(xiāo)量將會(huì)超過(guò)兩千萬(wàn)部
趙隨意:媒體融合需積極求變
普通對(duì)話 苗圩:建設(shè)新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施 加快制造業(yè)數(shù)字
普通對(duì)話 華為余承東:Mate30總體銷(xiāo)量將會(huì)超過(guò)兩千萬(wàn)部
普通對(duì)話 趙隨意:媒體融合需積極求變
普通對(duì)話 韋樂(lè)平:5G給光纖、光模塊、WDM光器件帶來(lái)新機(jī)
普通對(duì)話 安筱鵬:工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)——通向知識(shí)分工2.0之路
普通對(duì)話 庫(kù)克:蘋(píng)果不是壟斷者
普通對(duì)話 華為何剛:挑戰(zhàn)越大,成就越大
普通對(duì)話 華為董事長(zhǎng)梁華:盡管遇到外部壓力,5G在商業(yè)
普通對(duì)話 網(wǎng)易董事局主席丁磊:中國(guó)正在引領(lǐng)全球消費(fèi)趨
普通對(duì)話 李彥宏:無(wú)人乘用車(chē)時(shí)代即將到來(lái) 智能交通前景
普通對(duì)話 中國(guó)聯(lián)通研究院院長(zhǎng)張?jiān)朴拢弘p輪驅(qū)動(dòng)下,工業(yè)
普通對(duì)話 “段子手”楊元慶:人工智能金句頻出,他能否
普通對(duì)話 高通任命克里斯蒂安諾·阿蒙為公司總裁
普通對(duì)話 保利威視謝曉昉:深耕視頻技術(shù) 助力在線教育
普通對(duì)話 九州云副總裁李開(kāi):幫助客戶構(gòu)建自己的云平臺(tái)
通信前瞻
楊元慶:中國(guó)制造高質(zhì)量發(fā)展的未來(lái)是智能制造
對(duì)話亞信科技CTO歐陽(yáng)曄博士:甘為橋梁,攜"電
普通對(duì)話 楊元慶:中國(guó)制造高質(zhì)量發(fā)展的未來(lái)是智能制造
普通對(duì)話 對(duì)話亞信科技CTO歐陽(yáng)曄博士:甘為橋梁,攜"電
普通對(duì)話 對(duì)話倪光南:“中國(guó)芯”突圍要發(fā)揮綜合優(yōu)勢(shì)
普通對(duì)話 黃宇紅:5G給運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)新價(jià)值
普通對(duì)話 雷軍:小米所有OLED屏幕手機(jī)均已支持息屏顯示
普通對(duì)話 馬云:我挑戰(zhàn)失敗心服口服,他們才是雙11背后
普通對(duì)話 2018年大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展試點(diǎn)示范項(xiàng)目名單出爐 2
普通對(duì)話 陳志剛:提速又降費(fèi),中國(guó)移動(dòng)的兩面精彩
普通對(duì)話 專訪華為終端何剛:第三代nova已成為爭(zhēng)奪全球
普通對(duì)話 中國(guó)普天陶雄強(qiáng):物聯(lián)網(wǎng)等新經(jīng)濟(jì)是最大機(jī)遇
普通對(duì)話 人人車(chē)?yán)罱。航衲臧l(fā)力金融 拓展汽車(chē)后市場(chǎng)
普通對(duì)話 華為萬(wàn)飚:三代出貴族,PC產(chǎn)品已走在正確道路
普通對(duì)話 共享退潮單車(chē)入冬 智享單車(chē)卻走向盈利
普通對(duì)話 Achronix發(fā)布新品單元塊 推動(dòng)eFPGA升級(jí)
普通對(duì)話 金柚網(wǎng)COO邱燕:天吳系統(tǒng)2.0真正形成了社保管