电子数显卡尺无线通信系统的研制

　　3.3 无线收、发电路模块

　　本系统研制的无线通信电路模块^[13]采用TI公司生产的一款2.4Ghz的射频芯片CC2430，这款芯片集成度高、尺寸小，具有适用于网点多、数据量小、传输可靠等特点，并且是一种低功耗、近距离传输的无线通信模块，该款芯片灵敏度高、抗干扰性强、可编程输出功率高达4.5dBm，芯片的封装为QFN40，大小为6mm×6mm。其中内部结构框图如图6所示。

　　该款无线通信芯片具有功耗低、自嵌通讯协议^[14]，广泛应用于智能家居系统、环境监测系统等领域。内部集成了8051内核、高性能的射频收发器、8K的RAM及FLASH，供电电压为3V，它包括三种工作传输模式，分别为：1uA的睡眠模式、0.2uA的呼唤模式、0.4uA的中断模式，还有多通道的DMA控制器、MAC定时器、通用定时器及A/D转换器，工作温度在-40℃~125℃，这种高度集成化可以节约电流和消耗无线系统的开发成本，当无线模块在发送数据和接收数据的情况下，电流损耗大约24uA和29uA，由休眠状态转化为主动状态时间很短，这有助于增长数显卡尺的电池使用寿命。

　　该系统的数显卡尺供电电压为1.5V，而无线通信模块电路供电电压是3V，这就需要系统在传输数据时对时钟信号和数据信号进行调理、电平转换^[15]，以保证传输的数据稳定可靠。该通信系统的数据信号S_DATA和时钟信号S_CLK的电平转换电路原理图如图7所示。

　　该无线通信系统比蓝牙和WIFI的覆盖距离面广，其网络扩展性更加灵活，硬件架构简单，传输通信速率250Kbps，相对比较快，其拥有免费的开放频带，大约在868MHz至2.4GHz左右，网络节点数可达65000个，联网所需的时间仅为30ms，而且终端设备费用低、集成度高、可靠性强，成本低等特点。

　　4 系统的软件设计

　　本文研制的电子数显卡尺无线通信系统是利用无线传输技术替代了原有的短距离数据线通信技术，该无线通信系统目前发展较为快捷，将为社会带来高效益、高品质的技术，因此这款基于容栅技术的电子数显卡尺无线通信系统将会为企业和科研单位带来极大的效益，本系统研制的无线通信模块主要采用C语言编程技术，使用的开发环境为IAR。该无线通信系统主要包括两部分：一部分是发送数据模块、一部分是接收数据模块，其中发送数据模块将接入到数显卡尺上而接收模块将通过USB口插入到主机上，形成上位机与接收模块完成通信。整个数显卡尺无线通信系统的接收和发送过程的原理结构框图如图8所示。