【正文】 器、互補(bǔ)振蕩器和石英晶體振蕩器等由低頻振蕩器產(chǎn)生的低頻調(diào)制波,一般為寬度一定的方法。如果是多路控制可以采用每一路寬度不同的方波,或是頻率不同的方法去調(diào)制高頻載波,組成一組組的已調(diào)制波,作為控制信號向空中發(fā)射。但每一個(gè)碼元都被調(diào)成兩個(gè)電平，所以數(shù)據(jù)傳輸速率只有調(diào)制速率的1/2。曼徹斯特編碼“二進(jìn)制位”的表示方法如圖4所示。圖4曼徹斯特編碼方式第三種:脈寬調(diào)制編碼方式 ,是利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)，廣泛應(yīng)用在從測量、通信到功率控制與變換的許多領(lǐng)域中。這種編碼方式根據(jù)脈沖上升沿之間的距離決定“二進(jìn)制位”是“0”還是“1”,兩脈沖上升沿之間距離短為“0”,距離長為“1”。如圖5所示 , ,VCD,DVD的遙控器多采用脈寬編碼方式。圖5脈寬調(diào)制編碼方式 無線數(shù)據(jù)傳輸解碼無線數(shù)據(jù)傳輸信號的解碼 硬件解碼可分為專用解碼集成電路和自行設(shè)計(jì)的解碼電路兩種。專用解碼芯片一般與專用編碼芯片配對設(shè)計(jì)制造。[5]按其編碼與解碼功能可分為以下三類: (1) 控制數(shù)據(jù)的地址加密編碼與解碼器: 這類電路的特點(diǎn)是在地址加密編碼的同時(shí)還可以進(jìn)行控制數(shù)據(jù)的編解碼。其編碼容量大,保密性好。適用于安防、工業(yè)控制等對可靠性要求較高的場合。 (2) 地址加密編碼與解碼器: 這一類電路無控制數(shù)據(jù)編碼僅有加密地址編解碼功能。適用于可靠性要求較高,但只進(jìn)行簡單的開關(guān)或增減控制的場合。 (3) 控制數(shù)據(jù)編碼與解碼器: 這類電路無加密地址編碼僅有控制數(shù)據(jù)的編解碼。適用于群控或者應(yīng)用環(huán)境本身就保證了其他信號發(fā)射源不會同時(shí)出現(xiàn)的場合,如在一個(gè)密閉的設(shè)備內(nèi)部。使用專用的硬件編碼解碼對芯片,簡便可靠,使用廣泛,不再多述。一般來說硬件解碼相對軟件解碼成本較高,并且當(dāng)系統(tǒng)因更改或升級改變了編碼方式時(shí), 接收的硬件就要做相應(yīng)的更改,缺乏一定的靈活性。當(dāng)MCU 的任務(wù)不是很繁重時(shí),可以考慮使用軟件解碼。對于頻率調(diào)制方式, 只要測出每次脈沖的周期就可以解碼出對應(yīng)的二進(jìn)制信息。方法有很多種,中斷、查詢都可以實(shí)現(xiàn),具體方法因?qū)嶋H情況而定。對于脈寬調(diào)制(PWM),只要識別出每個(gè)脈沖的高(或低)電平寬度即可完成解碼。對于2 脈位調(diào)制(2PPM),需要判斷出每個(gè)周期內(nèi)高低電平出現(xiàn)的先后次序,從而實(shí)現(xiàn)解碼。單片機(jī)無線數(shù)據(jù)傳輸軟件解碼要保證正確無誤地還原無線數(shù)據(jù)傳輸信息碼,其主要功能包括以下幾部分: (1)過濾附加信息,得到有效信息位。(2)排除系統(tǒng)內(nèi)外各種干擾信號。(3)丟棄接收到的不完整信息幀。(4)檢驗(yàn)接收信息的正確性。為了能夠達(dá)到上述要求，解碼方式采用無線數(shù)據(jù)傳輸信號的解碼由接收單片機(jī)來完成,它把無線數(shù)據(jù)傳輸接收模塊送來的無線數(shù)據(jù)傳輸編碼波形通過解碼,還原出發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)。當(dāng)接收到起始幀后,進(jìn)入解碼部分,接收完一幀后,處理收到的數(shù)據(jù)并進(jìn)入下一次接收。解碼采用軟件解碼, 如果從一個(gè)脈沖的高電平和一個(gè)脈沖的低電平過后, 若讀到的電平為低, 說明該位為“0”, 反之即可判定為編碼“1”。解碼一位后,需等到下一位的高電平到來,再讀到一個(gè)低電平后，判斷讀得的電平是高還是低,進(jìn)行解碼。按照這種方法判斷八次，從而還原出發(fā)送端發(fā)送的信號。這樣,根據(jù)事先約定代碼所代表的功能，單片機(jī)就可以去執(zhí)行各種控制動作,從而達(dá)到無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪康摹?無線數(shù)據(jù)傳輸調(diào)制和解調(diào)無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的調(diào)制和解調(diào) 為了使數(shù)據(jù)傳送的距離較長，在發(fā)射信號前要對信號進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制的方法是將原信號與一個(gè)載波相與。射頻接收模塊接收發(fā)射的已調(diào)制信號，并對信號進(jìn)行解調(diào)恢復(fù)原來的調(diào)制信號。解調(diào)過的信號經(jīng)過放大后送入單片機(jī)中進(jìn)行解碼。[6]對移動通信的數(shù)字調(diào)制和解調(diào)器技術(shù)的要求如下： （1）在信道衰落條件下，誤碼率要盡可能低； （2）發(fā)射頻譜窄，對相鄰信道干擾?。?（3）高效率的解調(diào)，以降低移動臺功耗，進(jìn)一步縮小體積和成本； （4）能提供較高的傳輸速率； （5）易于集成。2無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊nRF905是挪威Nordic VLSI公司推出的單片射頻收發(fā)器，～ V，32引腳QFN封裝(55 mm)，工作于433／868／915 MHz三個(gè)ISM(工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)學(xué))頻道，頻道之間的轉(zhuǎn)換時(shí)間小于650μs。nRF905由頻率合成器、接收解調(diào)器、功率放大器、晶體振蕩器和調(diào)制器組成，不需外加聲表濾波器，ShockBurstTM工作模式，自動處理字頭和CRC(循環(huán)冗余碼校驗(yàn))，使用SPI接口與微控制器通信，配置非常方便。此外，其功耗非常低，以10 dBm的輸出功率發(fā)射時(shí)電流只有11 mA， mA，內(nèi)建空閑模式與關(guān)機(jī)模式，易于實(shí)現(xiàn)節(jié)能。nRF905適用于無線數(shù)據(jù)通信、無線報(bào)警及安全系統(tǒng)、無線探測、無線監(jiān)測、家庭自動化和玩具等諸多領(lǐng)域。 nRF905無線模塊特點(diǎn)(1)433Mhz開放ISM頻段免許可證使用(2)最高工作速率50kbps，高效GFSK調(diào)制，抗干擾能力強(qiáng)，特別適合工業(yè)控制場合(3)125頻道，滿足多點(diǎn)通信和跳頻通信需要(4)內(nèi)置硬件CRC檢錯(cuò)和點(diǎn)對多點(diǎn)通信地址控制(5)工作，(6) 收發(fā)模式切換時(shí)間650us(7)模塊可軟件設(shè)地址，只有收到本機(jī)地址時(shí)才會輸出數(shù)據(jù)（提供中斷指 示)，可直接接各種單片機(jī)使用，軟件編程非常方便(8)TXMode:在+10dBm情況下，電流為30mA。RXMode:(9)標(biāo)準(zhǔn)DIP間距接口，便于嵌入式應(yīng)用(10) RFModuleQuickDEV快速開發(fā)系統(tǒng)，含開發(fā)板 工作模式及芯片結(jié)構(gòu)nRF905有兩種工作模式和兩種節(jié)能模式。兩種工作模式分別是ShockBurstTM接收模式和ShockBurstTM發(fā)送模式，兩種節(jié)能模式分別是關(guān)機(jī)模式和空閑模式。[7]nRF905的工作模式由TRX_CE、TX_EN和PWR_UP三個(gè)引腳決定，如表1所示：表1 nRF905的工作模式與引腳關(guān)系PWR_UPTRX_CETX_EN工作模式0XX掉電和SPI編程10XStandby 和SPI編程110ShockBurst RX111ShockBurst TX與射頻數(shù)據(jù)包有關(guān)的高速信號處理都在nRF905片內(nèi)進(jìn)行，數(shù)據(jù)速率由微控制器配置的SPI接口決定，數(shù)據(jù)在微控制器中低速處理，但在nRF905中高速發(fā)送因此中間有很長時(shí)間的空閑，這很有利于節(jié)能。[8]由于nRF905工作于ShockBurstTM模式，因此使用低速的微控制器也能得到很高的射頻數(shù)據(jù)發(fā)射速率。在ShockBurstTM接收模式下，當(dāng)一個(gè)包含正確地址和數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包被接收到后，地址匹配(AM)和數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好(DR)兩引腳通知微控制器。在ShockBurstTM發(fā)送模式，nRF905自動產(chǎn)生字頭和CRC校驗(yàn)碼，當(dāng)發(fā)送過程完成后，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好引腳通知微處理器數(shù)據(jù)發(fā)射完畢。由以上分析可知，nRF905的ShockBurstTM收發(fā)模式有利于節(jié)約存儲器和微控制器資源，同時(shí)也減小了編寫程序的時(shí)間。下面具體詳細(xì)分析nRF905的發(fā)送流程和接收流程。nRF905片內(nèi)集成了電源管理、晶體振蕩器、低噪聲放大器、頻率合成器、功率放大器等模塊，曼徹斯特編碼／解碼由片內(nèi)硬件完成，無需用戶對數(shù)據(jù)進(jìn)行曼徹斯特編碼，使用非常方便。3系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì) 硬件設(shè)計(jì) 概述無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)一般由無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌l(fā)射系統(tǒng)、無線數(shù)據(jù)傳輸接收系統(tǒng)、處理系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)構(gòu)成。其發(fā)射系統(tǒng)由可編程的集成芯片及外圍電路構(gòu)成。接收系統(tǒng)由檢波放大整形電路及無線數(shù)據(jù)傳輸接收芯片構(gòu)成。處理系統(tǒng)由單片微處理機(jī)芯