无线收发系统
一、主要任务以及主要技术经济指标
目前许多应用领域都采用无线的方式进行数据传输，这些领域涉及小型无线网络、无线抄表、门禁系统、小区传呼、工业数据采集系统、无线遥控系统、无线标签身份识别、非接触RF智能卡等。
本次设计主要是利用无线收发电路，加上单片机控制与液晶显示制成一套完整的无线数据收发系统。无线数据传输系统有点对点，点对多点和多点对多点三种。本系统由于实际应用的需要，接收器和数据终端之间的数据传输通过收发器进行，构成点对点无线数据传输系统。整个系统中，两数据终端之间的无线通信采用433MHz的频段作为载波频率。
此次设计方案主要任务是成本要低，功耗低，集成度高，尽量无需调外部元件，元件数据传输率高，传输时间短，接口简单。电路具有较强抗干扰能力的FSK调制方式，工作频率稳定可靠，外围元件少，便于设计生产，适合于便携式及手持产品的设计。接收机使用频移键控(FSK)调制方式，改善了噪声环境下的系统性能。与幅移键控(ASK)和开关键控(On-Off Keying)方式相比，这种方式的通信范围更广，特别是在附近有类似设备工作的场合。
此次设计要实现当建筑物很多的时候，数传模块两端均离地面1.5m（2.0m）高时，能够达到的最佳通信距离为5～10m；在空旷场地，数传模块两端均离地面1.5m高时，最远的通信距离能够达到50m。并且电路主要特性如下:
(1)工作频率为国际通用的数传频段 ；
(2)FSK调制，抗干扰能力强，特别适合工业控制场合；
(3)采用PLL频率合成技术，频率稳定性极好；
(4)灵敏度高，达到-105dBm ；
(5)功耗小，接收状态250A，待机状态仅为8A；
(6)最大发射功率达 +10dBm ；
(7)低工作电压（2.7V），可满足低功耗设备的要求；
(8)具有多个频道，可方便地切换工作频率 ；
(9)工作速率最高可达20Kbit/s ；
(10)仅外接一个晶体和几个阻容、电感元件，基本无需调试。
二、设计的国内外现状和发展趋势
对便携式设备需求是推动无线方案日新月异的因素之一。人们已经习惯了带红外等无线方式控制的家用电器，尽管这些无线方案存在范围和方向上的局限；另外在汽车的遥控门锁也使用了单向无线技术。使用大多数遥控系统时遇到的不便之处是无法返回给控制者反馈信息。在安全系统、汽车告警或选项和菜单繁多的高级高保真音响中，如果配备廉价的无线技术并在遥控器中增加一块小型显示，设备就能向用户显示其状态或状态的改变。所以只要扩大无线通信范围并且建立双向无线通信-双工通信，就会出现许多新应用。其应用包括自动读表(Automatic Meter Reading，AMR)、无线数据通信、警报和安全系统、无线键盘、无线操纵杆、家庭自动化、无线计算机外设、汽车、遥测和玩具等。
三、研究路线与关键技术
1、系统组成
本系统由发送单元，接收单元和显示单元构成，发送单元将要发送的数据通过无线数据收发模块发送给接收单元的无线数据收发模块；接收单元通过无线数据收发模块接收发送单元发送过来的数据信息，传送给单片机，并在液晶屏上显示所发送的数据。本系统决定采用半双工传送方式，所以整个系统既是发射电路，也是接收电路。 所谓半双工就是通信的双方均具有发送和接收信息的能力，信道也具有双向传输性能，但是，通信的任何一方都不能同时既发送信息又接收信息，即在指定的时刻，只能沿某一个方向传送信息。所以上述实现过程只介绍了由一方传送到另一方的过程，而相反方向与其原理相同。
在通信传输中，主要有两种方式：并行通信和串行通信。并行通信是在传送数据过程中每个字节的各位同时进行传送的通信方式，而串行通信是指每个字节的各位分别进行传送的通信方式。本系统采用串行通信工作方式，串行口可设置四种工作方式，可有8位、10位和11位帧格式。初步决定采用串行口工作于方式1，即每帧10位的异步通信格式。
1 引言
伴随着短距离、低功率无线数据传输技术的成熟，无线数据传输被越来越多地应用到新的领域。与有线通信方式相比，无线通信以其不需铺设明线，使用便捷等一系列优点，在现代通信领域占重要地位。
但以往的无线产品存在范围和方向上的局限。例如，一些无线产品在使用时，无法将信息反馈给控制者；还有一些无线产品不能很好地显示参数或状态信息，如果能在系统中增加一块小型液晶显示电路，产品不仅能向用户显示其状态或状态的改变，而且可以大大降低成本。正如人们所发现的，只要建立双向无线通信-双工通信并且选择成本低的收发芯片，就会出现许多新应用。
本次设计主要是利用无线收发电路，加上单片机控制与液晶显示制成一套完整的数据收发系统。考虑到目前市场上的一些需求，设计的主要要求是方案成本低，体积小，低功耗，集成度高，尽量无需调外部元件，传输时间短，接口简单。nRF401是国外最新推出的单片无线收发一体芯片，它在一个20脚的芯片中包括了高频发射、高频接收、PLL合成、FSK调制、多频道切换等功能，并且外围元件少，便于设计生产，功耗极低，集成度高，是目前集成度较高的无线数传产品，它为低速率低成本的无线技术提出了解决方案。
2 无线数据收发系统
2.1 系统组成
无线数据传输系统有点对点，点对多点和多点对多点三种。本系统由于实际应用的需要，接收器和数据终端之间的数据传输通过nRF401进行，构成点对点无线数据传输系统。整个系统中，两数据终端之间的无线通信采用433MHz的频段作为载波频率，收发通过串口通信。
无线数据收发系统可以分为无线收发控制电路、单片机控制电路、显示电路和按键电路四部分组成，系统原理如图2-1所示：
