1. 研究目的与意义
随着物联网应用的蓬勃发展,无线通信技术由于在组网方面便捷的优势,使其能够更广泛地应用于物联网行业的多个领域。无线通信技术的发展,以其较快的传输速度和较强的网络稳定性,得到了广泛的应用。目前比较热门的5种无线连接技术正在成为业界谈论的焦点,它们分别是zigbee、无线局域网(wi-fi)、蓝牙(bluetooth)、超宽频(ultra wide band)和近距离无线传输(nfc),但由于它们传输速率低,传输距离近,抗干扰能力差及协议复杂等原因,制约了无线应用技术的发展。
而nrf24l01是一款新型单片射频收发器件,工作于2.4 ghz~2.5 ghz ism频段。内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块,并融合了增强型shockburst技术,其中输出功率和通信频道可通过程序进行配置。nrf24l01功耗低,在以-6 dbm的功率发射时,工作电流也只有9 ma;接收时,工作电流只有12.3 ma,多种低功率工作模式,工作在100mw时电流为160ma,在数据传输方面实现相对wifi距离更远,但传输数据量不如wifi(掉电模式和空闲模式)使节能设计更方便。
nrf24l01的所有配置工作都是fpga通过spi接口读写操作完成,共有30字节的配置字。需要设置nrf24l01模块参数,使其工作于enhanced shockbursttm收发模式。shockbursttm 的配置字使 nrf24l01能够自动处理射频协议,在配置完成后,在 nrf24l01工作的过程中,只需改变其最低一个字节中的内容,以实现接收模式和发送模式之间切换。主要参数设置如下:
2. 研究内容和预期目标
本论文主要研究spi接口配置及nrf24l01模块参数设置,使其工作于enhanced shockbursttm收发模式。shockbursttm 的配置字使 nrf24l01能够自动处理射频协议,在配置完成后,在 nrf24l01 工作的过程中,只需改变其最低一个字节中的内容,以实现接收模式和发送模式之间切换。主要参数设置如下:
1. 1.数据宽度: 定义射频数据包中数据占用的位数。这使nrf24l01能够区分接收数据包中的数据和crc校验 码;
3. 研究的方法与步骤
研究方法:整个设计主要由以下几个模块组成:fpga主控单元、nrf24l01无线模块、电源模块、spi接口模块以及lcd显示。将硬件电路搭建完,软件程序编程好,用lcd显示器观察仿真波形。
4. 参考文献
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[11] [11] 王冠,黄熙,王鹰.verilog hdl与数字电路设计[m].机械工业出版社,2010
5. 计划与进度安排
第1周--第2周:有针对性的查阅课题相关文献资料,学习课题相关知识,确定研究方案,撰写开题报告。
第3周--第5周: 进一步学习fpga设计开发环境和spi接口协议,制定spi接口模块定义,采用verilog hdl设计spi接口功能模块,并进行初步的仿真。
第6周--第9周:学习无线模块nrf24l01工作手册及其工作时序,制定主控收发端的nrf24l01控制模块,采用verilog hdl描述设计主控收发端的nrf24l01控制模块,并进行仿真。
