對該數(shù)據(jù)幀進行解析接收，再通過串口方式傳遞給上位機打印出數(shù)據(jù)。
[0023]在本實施例中，所述微控制器采用意法半導(dǎo)體公司的STM32L152RBT6芯片，它主要用來接收、存儲和轉(zhuǎn)發(fā)2.4GHz頻段的數(shù)據(jù)，并將其中需要的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)發(fā)到上位機；
[0024]所述射頻模塊采用了 CY2420無線射頻收發(fā)芯片，射頻芯片輸出的差分信號經(jīng)過巴倫電路轉(zhuǎn)換成單端信號，巴倫電路除了將差分信號轉(zhuǎn)換成單端信號之外，還作為一個阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)將輸出阻抗匹配到50 Ω，單端信號的輸出端加入一個隔直電容去除直流信號成分，然后再加入一個3階的切比雪夫低通濾波器濾掉諧波，在濾波器之后還需要添加一段特性阻抗為50 Ω的微帶線作為信號的傳輸通路，最后通過IPEX接口連接天線，將信號發(fā)射出去。主控芯片通過SPI通信接口往CY2420射頻芯片內(nèi)部的寄存器寫值來配置射頻芯片的寄存器參數(shù)，例如定義寄存器RFCTRL0為配置芯片信道的寄存器，在RFCTRL0寫入0x16將信道配置為16信道，對應(yīng)的中心頻率為2460MHz，需要配置的寄存器參數(shù)包括信道、發(fā)射功率、工作模式、數(shù)據(jù)包格式等。
[0025]電源模塊既可以采用普通鋰電池供電，也可以采用5V直流電源供電，輸入電壓通過MAX8881穩(wěn)壓芯片為整個電路提供穩(wěn)定的3.3V電源，MAX8881是超低電源電流，低壓差線性穩(wěn)壓器，能夠提供高達(dá)200mA的輸出，當(dāng)電池電量不能達(dá)到要求時，可以通過5V電源接口對電池進行充電，充電芯片采用的是MAX1555。LED模塊控制LED燈，指示射頻通信的狀態(tài)。調(diào)試接口模塊通過J-TAG接口與主控控制器連接；通過該接口可以在調(diào)試軟件上對其進行單步執(zhí)行、設(shè)置斷點、讀寫芯片內(nèi)部寄存器等操作。
[0026]參照圖2，發(fā)送模塊的主控部分首先進行串口初始化和SPI初始化，然后通過SPI控制CY2420射頻模塊，對其進行初始化。初始化包括設(shè)置其信道、發(fā)射功率、通信速率等參數(shù)，初始化完成以后，主控模塊將數(shù)據(jù)通過SPI傳輸給射頻模塊，射頻模塊把數(shù)據(jù)處理后，將數(shù)據(jù)從天線發(fā)射出來，載波為2.4GHz的電磁波。接收模塊也會經(jīng)過串口、SP1、射頻初始化，然后接收模塊會清除中斷后檢驗是否空閑，接收模塊接收到相同信道發(fā)送模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)后對數(shù)據(jù)進行字節(jié)數(shù)檢驗和CRC校驗，若校驗未通過，則丟棄數(shù)據(jù)幀，若校驗通過，則對該數(shù)據(jù)幀進行解析。最后把數(shù)據(jù)打印到上位機。最后我們從上位機可以讀出2.4GHz頻段的接收信號強度RSSI值，丟包率等數(shù)據(jù)，以了解當(dāng)前信道的通信質(zhì)量。
[0027]按照上述結(jié)構(gòu)，本發(fā)明可以配置相關(guān)參數(shù)，包括選擇TX或RX模式。接收和發(fā)送模塊通信時，如果模塊在相同的信道上就能接收到數(shù)據(jù)并把相應(yīng)的數(shù)據(jù)通過上位機打印顯示。比如，通過接收模塊在上位機顯示的實時收包個數(shù)、接收信號強度RSSI值和測試發(fā)送和接收模塊的通信質(zhì)量，以便選擇最合適的地點安裝通信模塊。
[0028]最后說明的是，以上優(yōu)選實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通過上述優(yōu)選實施例已經(jīng)對本發(fā)明進行了詳細(xì)的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種支持WIA-PA標(biāo)準(zhǔn)的2.4GHz無線通信模塊，其特征在于:包括無線發(fā)射模塊和無線接收模塊； 所述無線發(fā)射模塊包括:微控制器模塊、通信接口、射頻模塊、巴倫電路、LC濾波器、50 Ω微帶線、天線；所述射頻模塊包括基帶、AD轉(zhuǎn)換器、混頻器和功率放大器；在無線發(fā)射模塊中，微控制器模塊獲取數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)經(jīng)解析處理后通過通信接口發(fā)送給射頻模塊中的基帶，生成調(diào)制信號，然后送入DA轉(zhuǎn)換器形成模擬調(diào)制信號，再通過混頻器將模擬調(diào)制信號與載波信號疊加調(diào)制到2.4GHz射頻頻段，信號傳遞給功率放大器后，通過巴倫電路將差分信號轉(zhuǎn)換為單端信號，同時巴倫電路也作為一個阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，將輸出阻抗匹配到50Ω，然后通過LC低通濾波器濾掉不需要的諧波信號，進而再通過一條特性阻抗為50 Ω的微帶線，最后通過增益為5dbi的全向天線以電磁波的形式發(fā)射信號； 所述無線接收模塊包括:微控制器模塊、通信接口、射頻模塊、50Ω微帶線、LC濾波器、巴倫電路，天線；所述射頻模塊包括低噪聲放大器、混頻器、濾波器、AD轉(zhuǎn)換器和基帶；在無線接收模塊中，天線接收到信號后，信號依次通過50 Ω微帶線、LC濾波器、巴倫電路將單端射頻信號轉(zhuǎn)換為兩個差分信號后傳遞給射頻模塊，通過低噪聲放大器將信號功率放大，經(jīng)過混頻器后，將高頻信號的頻譜搬移到預(yù)定調(diào)制頻段，再通過AD轉(zhuǎn)換器對接收信號進行抽樣并生成數(shù)字信號，由基帶對數(shù)字信號進行處理，基帶進一步過濾和信號處理后，通過通信接口將信號傳送至微控制器模塊實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的解析處理。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種支持WIA-PA標(biāo)準(zhǔn)的2.4GHz無線通信模塊，其特征在于:所述無線發(fā)射模塊中的射頻模塊采用CY2420射頻芯片，微控制器中的數(shù)據(jù)通過射頻芯片CY2420處理后通過外圍巴倫電路、LC濾波器、50 Ω微帶線和50 Ω的天線將2.4GHz射頻信號發(fā)射出去。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種支持WIA-PA標(biāo)準(zhǔn)的2.4GHz無線通信模塊，其特征在于:定義寄存器RFCTRL0為配置芯片信道的寄存器，微控制器模塊的主控芯片通過串行通信接口向射頻芯片內(nèi)部的RFCTRL0寄存器寫值來配置射頻芯片的信道。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種支持WIA-PA標(biāo)準(zhǔn)的2.4GHz無線通信模塊，其特征在于:無線發(fā)送模塊和無線接收模塊的信道設(shè)置為同一參數(shù)，兩者進行通信的媒介采用頻段為2.4GHz的電磁波；所述發(fā)送模塊和接收模塊首先配置同一個空閑的通信信道并清空緩存。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種支持WIA-PA標(biāo)準(zhǔn)的2.4GHz無線通信模塊，其特征在于:還包括電源管理模塊，電源管理模塊采用普通鋰電池或5V直流電源供電；當(dāng)電池供電不足時，通過外部的充電接口對電池進行充電，并且有指示燈來指示電池的充電情況。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種支持WIA-PA標(biāo)準(zhǔn)的2.4GHz無線通信模塊，屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域。該無線通信模塊包括發(fā)射模塊和接收模塊；發(fā)射模塊將微控制器處理后的數(shù)據(jù)通過通信接口傳遞給射頻芯片，然后以電磁波形式傳遞，接收模塊將采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過微控制器分析處理后通過通信接口傳送到上位機顯示。本發(fā)明設(shè)計了包括外圍的巴倫電路、LC低通濾波器、50Ω微帶線在內(nèi)的整個射頻模塊和微控制器模塊；該收發(fā)系統(tǒng)能夠很好的用于WIA-PA網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)的監(jiān)測。
【IPC分類】H04B1/40
【公開號】CN105007092
【申請?zhí)枴緾N201510540312
【發(fā)明人】嚴(yán)冬, 胡坤志, 王平, 劉麗, 黃心成, 董騰
【申請人】重慶郵電大學(xué)
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2015年8月28日