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基于ZigBee技术的无线数传电路模块设计

作者:时间:2017-10-31来源:网络

  给出了基于的无线数传网络系统的设计和实现方法。该无线数传网络系统基于UART串口通信协议,工作在无需申请的2.4GHz ISM频段,并遵循IEEE 802.15.4 /协议,可以在全球范围内应用而不用担心与其它用户的地址相冲突。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201710/369602.htm

  数传模块的系统架构与总体设计:根据对数传模块技术指标的要求,系统的总体设计可分为无线数传模块、测试底板、计算机测试配置软件等三部分。该测试系统总共由50个节点组成,其网络拓扑结构为网状网络。50个节点之间可以互相发送数据,并可测试其数据通信功能、稳定性及通信距离。

  无线数传模块的硬件设计:无线数传模块的硬件设计主要分为CPU部分、射频部分和接插件三个部分。图3所示是CPU部分的主要电路,它由CC2430及其辅助电路组成;射频部分主要由功率放大器(PA)和器(LNA)组成;作为通用产品,接插件的选择也至关重要,为了方便模块的替换,本文选择可插拔、间距为1.27 mm的插针作为接插件。

  该接插件使得模块也可以像其他芯片一样直接焊接在目标PCB上,同时,也可以上自动贴片机。 图4所示是系统中的射频部分电路原理图。为了使传输距离更远,就必须加大发射功率和提高接受灵敏度,所以,在射频部分,本文的设计又增加了PA、LNA以及一些信号开关和开关控制信号的产生电路。LNA的增益可达13 dB左右,因而大大提高了传输距离和可靠性。

  图5所示是系统射频功放电路图,其中PA的发射功率可达20 dBm,故可大大提高传输距离。

  数传模块的具体指标:根据数传模块的灵敏度、噪声系数、选择性、传输延时、安全等级等各项性能要求,ZigBee模块的各项技术指标如下:射频频率:2.4GHz;通道数:具有16个射频通道2.405~2.485;通讯视距:可靠传输距离在100米以上; 发射功率:低功耗型为-25~0 dbm;可调远距离型为18.5~26 dbm可调;接收灵敏度:低功耗型为-90 dbm;远距离型为-99 dbm;网络拓扑:星状、树状、网状;每跳延时:不大于15 ms; 数据安全:采用128-Bit AES加密算法。



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