基于CC1000的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

絲墨堡麥旦座文章編號(hào)：１６７１—１０４１（２００８）０２－００２３－０２基于ＣＣｌＯＯＯ的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)”李廷江。曹謝東、（西南石油大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院，成都６１０５００）摘要：應(yīng)用低功耗的無線收發(fā)芯片ＣＣｌ０００和ＡＴＭＥＬ公司生產(chǎn)的ＡＴ－ＭＥＧＡ］２８單片機(jī)組成的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)．具有低成本、低功耗、易于安裝和高可靠性等特點(diǎn)．同時(shí)其使用頻段滿足國家無線管制的要求，無須申請(qǐng)即可使用。因而是低功耗、低成本要求的無線通信系統(tǒng)的理想選擇。ｔ關(guān)鍵詞：ＣＣｌ０００、ＡＴＭＥＧＡｌ２８、無線通信、無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中圖分類號(hào)：ＴＮＳ０３．５文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ‘ＴｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｗｉｒｅｌｅｓｓｄａｔａｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｖｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＣＣ１０００ＬＩＴｉｎｇ－ｊｌａｎｇ，ＣＡＯＸｉｅ－ｄｏｎｇ，（ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＰｅｔｒｏｌｅｕｍＵｎｉｖｅｒｓｔｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１０５００）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｗｌｒｅｌｓｅｓｄａｔａｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎｗｉｒｅｌｅｓｓｆｅｃｅＳ，ｅ８ａｎｄｓｅｎｄｃｈｉｐＣＣｌ０００ａｎｄＡＴＭＥＧＡｌ２８ｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙｔｈｅＡＴＭＥＬｃｏｍｐａｎｙｈａｖｅｍｕｃｈｍａｉｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｓｕｃｈａｓｌｏｗｃｏｓｔ、ｌｏｗｃｏｎｓｕｍｅ、ｅａｓｙｉｎｓｔａｌｌｍｅｎｔａｎｄｈｉｇｈｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅｅｔｃ．ＢｅｃａｕｓｅｉｔｓｆｒｅｑｕｅｎｃｙｏｂｅｙｓｔｈｅｒｅｑｕｅｓｔｏｆＳＲＤ．ｗｅｃａｎｎｏｔａｐｐｈ／晦ｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｎｄｕｓｅｆｒｅｅｄｏｍ．Ｓｏｉｔｉｓｔｈｅｉｄｅａｌｃｈｏｉｃｅｓｏｆｔｈｅｗｉｒｅｌｅｓｓｃｏｍｍｕｎｉ－ｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｔｈａｔｒｅｑｕｅｓｔｓｌｏｗｃｏｎｓｕｍｅａｎｄｃｏｓｔＫｅｙＷＯｒｄｓ：ＣＣｌ０００；ＡＴＭＥＧＡｌ２８；ｗｌｒｅｌｅｓｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ；ｗｉｒａｌｅｓｓｄａｔａｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍ在輸油管道監(jiān)測、工業(yè)數(shù)據(jù)采集、環(huán)保檢測、樓宇自動(dòng)化、安防等方面，用傳統(tǒng)的有線傳輸系統(tǒng)并不安全，加上很多需要進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡胤?，具有地理?xiàng)l件復(fù)雜，線路鋪設(shè)困難的特點(diǎn)，所以采用無線通信代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有線通信方式，是一種經(jīng)濟(jì)、安全且靈活的解決方案。本文主要介紹基于Ｃｈｉｐｃｏｎ公司的ＣＣｌ０００芯片的無線通信系統(tǒng)的研究。低成本、低功耗、高可靠性是其主要特點(diǎn)，并能通過編程使其工作在３００一１０００ＭＨ頻段范圍內(nèi)，無須申請(qǐng)頻點(diǎn)，所以具有十分廣闊的應(yīng)用前景。１系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)該無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)主要由３模塊組成，即無線收發(fā)模塊、處理器模塊和與計(jì)算機(jī)的串口通信模塊。無線收發(fā)模塊負(fù)責(zé)對(duì)外進(jìn)行無線通信，交換控制信息和收發(fā)采集數(shù)據(jù)；處理器模塊負(fù)責(zé)控制整個(gè)系統(tǒng)的處理操作和系統(tǒng)傳輸模式設(shè)置；串口通信模塊負(fù)責(zé)系統(tǒng)與上位機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸。系統(tǒng)總體框圖如圖１所示。圈１系統(tǒng)總體框架２模塊器件選型與電路設(shè)計(jì)２．１無線收發(fā)模塊?本系統(tǒng)無線收發(fā)模塊采用Ｃｈｉｐｃｏｎ公司的ＣＣｌ０００收發(fā)器。ＣＣｌ０００是采用ＳｍａｒｔＲＦ技術(shù)，在０．３５ｔｒｍＣＭＯＳ工藝下制造的一種理想的超高頻單片收發(fā)通信芯片。該射頻芯片具有歡迎訂閱歡迎撰稿歡迎發(fā)布產(chǎn)品廣告信息萬方數(shù)據(jù)工作電壓低（２．ＩＶ一３．６Ｖ）、能耗低、體積小等適合于集成的特點(diǎn)。其ＦＳＫ數(shù)傳可達(dá)７２．８Ｋｂｐｓ，具有２５０Ｉ－Ｉｚ步長可編程頻率能力，適用于跳頻協(xié)議；主要工作參數(shù)能通過串行總線接口編程改變，使用非常靈活。ＣＣｌ０００工作時(shí)外圍元件很少，應(yīng)用電路如圖２所示。當(dāng)配置ＣＣｌ０００不同的發(fā)射頻率時(shí)，外圍元器件采用不同的參數(shù)。圈２ＣＣｌ０００應(yīng)用電路系統(tǒng)的處理器采用ＡＴＭＥＬ公司生產(chǎn)的ＡＴＭＥＧＡｌ２８單片機(jī)，相對(duì)于其它通用的８位微控制器來說，它具有非常豐富的資源和更低的功耗。ＡＴＭＥＧＡｌ２８具有１２８Ｋ字節(jié)的片內(nèi)程序存儲(chǔ)器（Ｆｌａｓｈ），４Ｋ字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ＳＲＡＭ，可外擴(kuò)到６４Ｋ）和４Ｋ字節(jié)的Ｅ２ＰＲＯＭ以及豐富的對(duì)外接口。在本系統(tǒng)中，ＡＴＭＥＧＡｌ２８的驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘使用頻率為７．３７２８Ｍ的晶振，另外配置一個(gè)頻率為３２．７６８ｋ的晶振作為計(jì)數(shù)器的外部時(shí)鐘。圖３為ＡＴＭＥＧＡｌ２８與無線收發(fā)模塊和接口部分連接示意圖ＣｌＲ硼ＰｌＷｍＴ掏ＤＯＰＤ６仃ｌＰＤ４打ＣｌＸＴ虬ｌＰＢ］，ＭＩＳｏＸＴ．虬２ＰＢｌ艇ｌ【ＡＴＭＥＱＡｌ２９圖３ＡＴＭＥＧＡｌ２８連接示意圖單片機(jī)通過對(duì)３一ｗｉｒｅ串行設(shè)置接口（ＰＤＡＴＡ，ＰＣＬＫ和ＰＡＬＥ）編程，使ＣＣｌ０００處在不同工作模式下。為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)回讀，ＰＤＡＴＡ使用雙向引腳，另一個(gè)雙向引腳被用來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)（ＤＩＯ）的發(fā)送和接收。提供數(shù)據(jù)定位的位置寄存器，完全設(shè)置ＣＣｌ０００需要發(fā)送２９個(gè)１６位的數(shù)據(jù)幀（７位地址位、１位讀／寫如下：。ｗｒｉｔｅ＿ｃｏｍ（ｕｃｈａｒａｄｄｒ。ｕｅｈａｒｃｏｍ—ｄａｔａ）／／寫ＣＣｌ０００內(nèi)部寄存器子程序｛ｃｈａｒｉ；ａｄｄｒ＜＜?。?；－一ｐａｌｅ＝０：／／允許地址鎖存ｆｏｒ（ｉ＝０；ｉ＜７；ｉ＋＋）／／送地址｛日ＣＶ０１．１５２００８Ｎｏ．２２３２．２處理器模塊位和８位數(shù)據(jù)位）。ＡＴＭＥＧＡｌ２８寫ＣＣｌ０００內(nèi)部寄存器的程序儀器儀表用戶ａｄｄｒ＜＜＝１：ｐｄａｔａ＝ＣＹ；ｐｃｌｋ＝Ｏ：ｐｃｌｋ＝１；用于數(shù)據(jù)發(fā)送模塊時(shí)，ＡＴＭＥＣＡｌ２８微處理器直接與數(shù)據(jù)采集模塊的ＡＤＣ相連，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集。當(dāng)作為數(shù)據(jù)發(fā)送模塊時(shí)，通過ＲＳ２３２串行接口與上位機(jī)相連。連接時(shí)須經(jīng)電乎轉(zhuǎn)換，將１１一電平轉(zhuǎn)換為ＲＳ２３２電平。系統(tǒng)用一片ＭＡＸ２３２芯片達(dá)到電平轉(zhuǎn)換的目的。電路圖如圖４所示。圖中的Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４是電荷泵升壓及電壓反轉(zhuǎn)部分電路，產(chǎn)生Ｖ＋、Ｖ一電源供ＥＩＡ電平轉(zhuǎn)換使用，Ｃ５是Ｖｃｃ對(duì)地去耦電容，其值為０．１ｕＦ。｝ｐ＿ｄａｔａ＝１：ｐｏｌｋ＝０：ｐｃｌｋ＝１；／／寫操作礎(chǔ)＝１；／／禁止地址鎖存ｆｏｒ（ｉ＝０；ｉ＜８；ｉ＋４－）｛ｃｏｒｎ＿ｄａｔａ＜＜＝１：ｐ＿ｄａｔａ＝ＣＹ；ｐｏｌｋ＝Ｏ：３結(jié)論利用Ｃｈｉｐｃｏｍ公司的超高頻單片收發(fā)集成芯片ＣＣｌ０００組建的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，具有發(fā)射功率小、工作在ＩＳＭ頻段，高可靠性和遠(yuǎn)距離通信的特點(diǎn)，在近距離無線數(shù)據(jù)傳輸、無線數(shù)據(jù)采集、工業(yè)遙控、遙測、工業(yè)數(shù)據(jù)采集、家庭自動(dòng)化數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)、江河航運(yùn)、領(lǐng)水導(dǎo)航、環(huán)保檢測、樓宇自動(dòng)化、安防等方面都有很好的效果?？趨⒖嘉墨I(xiàn)ｐｃ比＝１；１｝２．３串行時(shí)１：∞０ｌＩ岍砌渤１２９ＣＩ１０［１］徐宏宇．極低功耗無線收發(fā)集成芯片ＣＣｌ０００．單片機(jī)與嵌入１．ＩＪＮＴ２ＩＮＲＩＯＬｒＴＲ２０Ｕｒ?。保埃眨裕裕玻埃蹋颍颍遥欤桑危夷担瓮酰荩保桑保保埃欤酰保郏桑桑伞荩矗茫桑郑茫桑郑悖玻欤桑希欤酰眨。每郏茫玻希危模郑悖恪辍鋈Γ矗保犊埠眨铮桑睢嫔牛烧迳椋欤槿玻牵埽崾较到y(tǒng)應(yīng)用，２００３．（３）：３９—４０．［２］袁立．陳乾坤．廖云聰．串接式無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)．儀器儀表用戶，２００７，（５）：２１—２２．［３］Ｃｈｉｐｃｏｍ公司．ＣＣｌ０００極低功耗單片收發(fā)ＩＣ２．０．２００３．＿ｏ一Ｏ一巴／ＤＢｔ作者簡介：李廷江（１９８２一），男，西南石油大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院碩士研究生。主要研究方向智能控制；曹謝東。男，教授．研究方向?yàn)槟：畔⑻幚砗腿斯ぶ悄?。收稿日期：２００７－０９－１４（７６１７Ｊ１玲２３２串行接口圖文章編號(hào)：１６７１－１０４１（２００８）０２４３０２４－０３基于并行處理器的振動(dòng)故障診斷儀方智文。鄭紅（北京航空航天大學(xué)自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院，北京１０００８３）摘要：本文介紹了一種商性能的便攜式振動(dòng)故障診斷儀。該診斷儀充分利用ＯＭＡＰ的雙處理器優(yōu)勢對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行并行處理。確保系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性；并嵌入一套可擴(kuò)展的故障診斷專家系統(tǒng)，診斷式專家系統(tǒng)結(jié)合以往專家經(jīng)驗(yàn)。通過數(shù)據(jù)的輸入由處理機(jī)自動(dòng)分析。輸出故障類型。方便現(xiàn)場故障的發(fā)現(xiàn)。關(guān)鍵詞：振動(dòng)；雙核處理器；傅立葉變換；專家系統(tǒng)中圖分類號(hào)：ＴＰ２０６＋．３文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ工作，引起機(jī)器構(gòu)件的加速磨損，甚至導(dǎo)致急劇斷裂而破壞。然而隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在要求有效檢測的同時(shí)對(duì)振動(dòng)測試設(shè)備的便攜性與振動(dòng)信號(hào)分析的高效性提出了更進(jìn)一步的要求。０ＭＡＰ５９１２（開放式多媒體應(yīng)用平臺(tái)）是Ｔｌ公司針對(duì)便攜設(shè)備開發(fā)的多媒體處理器。它具有獨(dú)特的雙核結(jié)構(gòu)：由一個(gè)實(shí)現(xiàn)控制功能的ＡＲＭ９２６ＥＪ—Ｓ（下文簡稱ＡＲＭ９）核和一個(gè)高性能低功耗的ＴＭＳ３２０ＣＤＳＰ５５Ｘ（下文簡稱ＤＳＰ５５Ｘ）核組成。１；ｖｉｂｒａｔｉｏｎｆａｕｌｔｄｉａｇｎｏｓｉｓｂａｓｅｄＦＡＮＧｏｎｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｐａｒａｌｌｅｌ－ｐｒｏｃｅｓｓｏｒＥｌｅｃｔｒｉｃａｌ系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)加速度傳感器將振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為弱電信號(hào)，通過電荷放大Ｚｈｉ－ｗｅｎ．ＺＨＥＮＧＨｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ｅｅｊｌｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ）ａ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｈａｎｇ器將信號(hào)適當(dāng)放大而且增加帶負(fù)載能力，經(jīng)過兩級(jí)運(yùn)放（本調(diào)理電路選用了輸入阻抗為１０１２歐的ＴＬＶ２２６２做為放大單元）和Ｂｕｔｔｅｒｗｏｒｔｈ型濾波器（ＭＡＸ７４１４）后進(jìn)行ＡＤ采樣，ＡＤ采樣的信號(hào)在ＤＳＰ５５Ｘ上運(yùn)用數(shù)字信號(hào)處理算法得到加速度、速度、位移及其頻譜，將結(jié)果送到ＡＲＭ９處理并通過液晶顯示。數(shù)字部分中，鍵盤、軌跡球（ＪｏＧＢＡＬＬ）和ＬｃＤ顯示器是進(jìn)行人機(jī)對(duì)話的工具。軌跡球采用磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)四個(gè)方向的移動(dòng)和確認(rèn)，大大簡化了對(duì)復(fù)雜界面的操作。儀器與計(jì)算機(jī)之間的通訊通過網(wǎng)絡(luò)和ＲＳ２３２串口，便于儀器的調(diào)試和程序的加裁。儀器的數(shù)據(jù)可以通過ＵＳＢ的主機(jī)與Ｕ盤通信，將測量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在Ｕ盤里，便于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行后續(xù)處理。數(shù)字部分中的歡迎光臨本刊網(wǎng)站ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅｉｃ．ｃｏｍ．ｃｎＡｂｓｔｍｃｔ：Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｍａｉｎｌｙｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｈｉｇｈｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｆａｕｌｔｄｉａｇｎｏｓｉｓｊｎｓｔｒｕｍｅｎｔ．ＴｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｆａｕｌｔｄｉａｇｎｏｓｉｓｊｎｓｔｒｕｍｅｎｔｃａｎｓｕｒｅｆｕｌＩｕｔｉｌｉｚｅｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｏｆＯＭＡＰｓｄｕａＩ—ｐｒｏｃｅｓｓｏｒｓｏａｓｔｏｅｎ－ｔｈｅｔｅａＩ—ｔｉｍｅｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍ．Ｂｅｓｉｄｅｓ．ｔｈｅａｄｄＲｉｏｎｏｆｅｘｔｅｎｓｉｂｌｅｆａｕｌｔｄｉａｇｎｏｓｉｓｅｘｐｅｒｔｓｙｓｔｅｍｗｈｉｃｈｗｉｔｈｔｈｅｐｒｅｖｉｏｕｓｅｘｐｅｒｔｅｘｐｅｄ－ｅｎｃｅｓａｕｔｏａｎａｌｙｓｉｓｔｈｅｉｎｐｕｔｄａｔａｔｈｅｎｏｕｔｐｕｔｔｈｅｐｏｓｓｉｂｌｅｆａｕＩｔｓｉｓｍｏｒｅｓａｔｉｓｆｉｅｄｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆａｃｔｕａＩａｎａｌｙｓｉｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｖｉｂｒａｔｉｏｎ；ｄｕａｌ—ｐｒｏｃｅｓｓｏｍ；ＦＦＴ；ｅｘｐｅｒｔｓｙｓｔｅｍ工程技術(shù)領(lǐng)域中存在的大量有害振動(dòng)易影響設(shè)備的正常２４ＥＩＣＶ０｜．１５２００８Ｎｏ．２萬方數(shù)據(jù)基于CC1000的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)作者：作者單位：刊名：英文刊名：年，卷(期：李廷江，曹謝東，LITing-jiang，CAOXie-dong西南石油大學(xué),計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院,成都,610500儀器儀表用戶ELECTRONICINSTRUMENTATIONCUSTUMERS2008,15(2參考文獻(xiàn)(3條1.Chipcom公司CC1000極低功耗單片收發(fā)IC2.020032.袁立;陳乾坤;廖云聰串接式無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[期刊論文]-儀器儀表用戶2007(053.徐宏宇極低功耗無線收發(fā)集成芯片CC1000[期刊論文]-單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用2003(03本文讀者也讀過(9條1.徐宏宇極低功耗無線收發(fā)集成芯片CC1000[期刊論文]-單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用2003(72.閆冬.何遵文基于PIC的無線數(shù)據(jù)傳輸發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)[期刊論文]-單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用2004(53.李小燕.趙明英.趙曙光.LiXiaoyan.ZhaoMingying.ZhaoShuguang基于CC1000的無線全雙工數(shù)據(jù)收發(fā)器設(shè)計(jì)[期刊論文]-單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用2009(24.鄭博仁.張玉興.ZhengBoren.ZhangYuxing基于全集成收發(fā)芯片CC1000的無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計(jì)[期刊論文]-電子工程師2005,31(25.徐姍姍.楊福寶.XuShanshan.YangFubao基于CC1000的無