设计开发
基于nRF24E1的无线数据采集系统设计
陈涛
(杭州项艺科技有限公司浙江杭州310012)
摘要：本文介绍以系统级芯片nRF24E1为检心的多通道无线数据采集系统，对该系统的硬件组成结构进行了详期的描速。该系统能提取强噪声背景下的弱电信号，并以短距高无线通信的方式传送数据。为了能够方便地嵌入设备中，要求无线系统尽量做到小体积，低功耗和良好的工作稳定性，同时具有使用方便，操作简单，便于移动等特点。相对于日前市场上的同类产品，对遗一步实现实用化的系统具有一定的参考价值
关键词：数据采集无线传输nRF24E1片上系统中图分类号：TP274.2
文章编号：1007-9416(2012)04-0174-02
文献标识码：A
Design of Wireless Data Acquisition System
Based on nRF24E1
onchip nR.F24E1, and detailedly expatriate on the structure
Abtract:This paper introduces a multichannel data acquisition systems based on system
T noise background, and transmit the acquired data by shortrange
and fiunction of the hardware and software. It can detect weak signals that exist in stron wireless commumication
This technique can be embedded into devices to enable the wireless date transmission between these devices. In order to be embedded into devices easily, the quality to be small in volume, to have a low power and a steady work is necessary. This system is easy to use and convenient to operate. Compared with the same systems found in the current market, the capability of this system is acceptable. Finally, the paper points out that this system could present a value of reference to further studies.
Keywords:Data Acquisition Wireless Transmision nRF24E1 SystemonChip
当今社会科学技术目新月异，尤其上世纪70年代开始计算机技术和电子通信技术的迅猛发展，使数据采集系统在工业生产和科研中得到广泛乏的应用。数据采集的目的是为了采集工业或实验现场的各种参数，基于PC的数据采集，通过模块化硬件，应用软件和计算机的结合，进行测量。常见的通信接口一般采用PCI总线，USB模式或RS232串行总线1
在数据采集系统中以无线接人代替有线接人已成为一种发展趋势2。低功耗、微型化是当前无线通信产品尤其是便携产品的迫切要求和关键间题。众所周知，蓝牙芯片也是实现无线传输，而其成本高，产品开发周期较长，导致蓝牙的市场产品还很少。势必使得人们寻求一些产品来替代蓝牙的一些市场定位，由北欧集成电路公司(Nordic)推出的系统级芯片nRF24E1就是其中很有价格优势和较容易开发的一种，可用来代替一些领域的蓝牙应用需求。本文中我们采用集无线收发、多路数模变换、8051内核微控制器等于一体系统级芯片nRF24E1来实现多通道数据采集系统的设计3。
1、片上系统简介
为了实现系统设计的简洁化，我们选用了由北欧集成电路公司推出的nRF24E1，该芯片拥有高性能单片机内核、模数转换器和集收发于一体的传输方式4.其内部集成高额率的无线内核nRF2401 能工作在全球开放的2.4GISM(工业，科学和医学)频段。该器件有 125个频点，能够实现点对点、点对多点的无线通信，同时可采用改频和跳频来避免干扰。其内部具有低电压调整器和VDD电压监视通道开关时闻小于200μs,最大传输速率可达1Mbit／s,其最大发射功率为0dBⅡ，不需要外接其它的设备，在与市场上进行无线传输的其他产品比较而言，nRF24E1只需简单的通信协议，对用户完全开放，同类产品之间可以任意通信.nRF24E1内嵌有增强型8051
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微控制器内核，9路100ksDls/s的10bit模数转换器，UART异步串口，SPI接口，PWM输出，RC振荡器、看门狗和唤醒定时器，内置 CRC校验和多点通信控制，适合点对多点通信5。图1是nRF24E1的内部结构框图和外围元件。
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图1nRF24E1的内部结构和外围元件
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图2采集系统框图