新型遥控钓鱼船的研究与设计.doc

青岛农业大学 毕 业 论 文（设计） 题 目：新型遥控钓鱼船的研究与设计姓 名： 学 院： 专 业： 班 级： 学 号： 指导教师： 年 月日毕业论文（设计）诚信声明本人声明：所呈交的毕业论文（设计）是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，论文中引用他人的文献、数据、图表、资料均已作明确标注，论文中的结论和成果为本人独立完成，真实可靠，不包含他人成果及已获得青岛农业大学或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。论文（设计）作者签名： 日期： 年 月 日 毕业论文（设计）版权使用授权书本毕业论文（设计）作者同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文（设计）的复印件和电子版，允许论文（设计）被查阅和借阅。本人授权青岛农业大学可以将本毕业论文（设计）全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本毕业论文（设计）。本人离校后发表或使用该毕业论文（设计）或与该论文（设计）直接相关的学术论文或成果时，单位署名为青岛农业大学。论文（设计）作者签名： 日期： 年 月 日指 导 教 师 签 名： 日期： 年 月 目 录摘 要IAbstractII1 绪 论11.1 设计的目的和意义11.2 国内外发展状况11.3 研究内容及目标21.4 本章小结32 新型遥控钓鱼船的总体方案设计42.1 总体系统设计42.2 5功能遥控器PT8A977BPE/978BLW系统设计42.3 CC2530芯片控制的无线模块系统设计52.4 本章小结63 新型遥控钓鱼船发射模块的元件选择及电路设计73.1 新型遥控钓鱼船发射模块元件选择73.2 整体的发射电路设计以及电路分析93.3 本章小结124 新型遥控钓鱼船接收模块的元件选择及电路设计134.1 新型遥控钓鱼船解码模块元件选择134.2 整体的接收电路设计以及电路分析164.3 本章小结185 新型遥控钓鱼船的软件模块设计195.1 选择CC2530芯片的优势195.2 CC2530系统整体的硬件电路195.3 串口通信及无线模块的程序设计205.4 本章小结236总结24参考文献25致谢26附录A：元件清单27附录B：电路原理图29附录C：程序30新型遥控钓鱼船的研究与设计摘 要人们生活水平跟随着科技的进步也不断的提升，人们不再简单的追求物质生活，对精神层面的要求也与日俱增。越来越多的人选择钓鱼来丰富自己的精神生活，而市面上的鱼竿已经不能满足他们的需求，一艘性价比高的小型遥控钓鱼船应运而生。本课题设计是采用5功能控制器PT8A977BPE集成电路和PT8A978BLW集成电路为主要硬件模块，ZigBee为辅助技术来实现。通过5功能控制器PT8A977BPE的无线信号的发射与PT8A978BLW的信号接收来实现钓鱼船的前进、后退、左转、右转；Zigbee的软件编程来实现钓鱼线的收放；通过简单的电路设计可以实现鱼上钩的报警功能。通过在小河这类普通的水域中进行实验，可以实现基本的移动功能。关键词：遥控钓鱼船；功能遥控器；集成电路；电机；ZigBeeThe Design ofIntelligentRemote Control Fishing BoatAbstractPeoples living standard has already rose with the progress of science and technology ，people has not simply pursued material life any long，the spiritual level of the requirements are also growingMore and more people select fishing to enrich their spiritual life，but the fishing rod on the market has been unable to meet their needsA ship with high ratio of performance to price small remote control fishing boat came into being.The main hardware module of the designs thesis is the 5 functional controller PT8A977BPE integrated circuit and PT8A978BLW integrated circuit，and ZigBee is the assistant technology to achieveBy receiving the signal transmitting and PT8A978BLW wireless signal of 5 function controller PT8A977BPE to achieve fishing boat forward，back， left and right； ZigBee software programming to achieve the retraction of the fishing line，bait fish alarm is accomplished by a simple circuit designThrough experiments in ordinary water of the river, it can realize the basic mobile function.Keyword：Remote control fishing；Vessel remote control；Integrated circuit；Motor；ZigBeeI青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文）1绪 论1.1设计的目的和意义随着中国各种技术发展的突飞猛进，人们对生活质量的要求跟随着科技的提升也不断地提高，人们不再只是追求简单的物质生活，对精神层面的要求也与日俱增。钓鱼成为了大多数人陶冶情操的选择，它不仅能够给人们带来乐趣，而且还会促进中国经济的发展。早在2011年，关于渔业发展的第十二个五年规划已经明确的提出要把休闲渔业作为现代渔业五大支柱产业之一1。但是，用什么样的钓鱼工具成为了一大难题，许多钓鱼爱好者已经不再满足于用钓鱼竿来钓鱼，而是更迫切的需要一艘能够属于自己的安全可靠、操纵简便、性价比高的新型遥控钓鱼船。目前大部分的钓鱼工具，主要是用钓鱼竿，将带有鱼钩的牵绳的无鱼钩端固定在鱼钩的前端，钓鱼时将饵料挂在鱼钩的前端，用人力将钓鱼线甩到水中，但是用这种钓鱼竿只能将鱼钩甩到20M左右的水域中。这种钓鱼方法不仅钓鱼慢、钓的鱼质量差，最重要的是垂钓者在精神高度紧张时会产生疲劳，还可能因为误操作使得上钩的鱼得而复失。随着技术的进步，市面上也出现了小型遥控钓鱼船，但是这种船续航能力差、抗干扰能力差、价位高、对于鱼的位置的探测也不准确。在这种情况下，如果一种新型钓鱼船被建造出来的话不仅能够满足钓鱼爱好者的愿望，而且还能够促进中国休闲渔业的发展，可谓是一举两得。1.2国内外发展状况近几年，国内也出现了不少无线遥控钓鱼船，但是这种船的作用仅仅是航行到一定的位置然后打开鱼饵仓把鱼饵撒到池塘中，然后在把钓鱼竿甩到撒鱼饵的地方进行垂钓。这种钓鱼船的功能具有局限性，没法对鱼进行探测，也没办法用自动的鱼竿进行钓鱼。更重要的是，有很多商家为了吸引钓鱼爱好者的眼球，把鱼饵仓设计的很大，以便装下更多的饵料。殊不知这样会对钓鱼船带来很大的压力，影响其稳定性。钓鱼船能够承载多少饵料才能是其具有更好地稳定性是值得研究的一个问题。现在市面上也出现了自动钓鱼船定位装置，这种装置是对钓鱼船进行定位，如果能把这种装置用在探鱼器上的话，无疑可以提高钓鱼的效率。另外，对于遥控钓鱼船的外型方面，市面上很大一部分的钓鱼船都是没有经过严格的测量、精密的计算，只是简单地按照传统流传下来的模型进行制造的。而且，有很多商家为了标新立异来承载很多的饵料以此把船深设置的不合理，所以钓鱼船在水中负荷非常大可能会导致翻船。一方面如果遥控钓鱼船的深度选择不当，可能会导致钓鱼船的可操作性不强，严重时如果承载过多的饵料还会引发电池能耗过大而沉船的一系列隐患。另一方面由于这种小型遥控钓鱼船在市面上的需求量不大，消费者比较少，所以各个船厂忽略了创新意识，在钓鱼船的功能设计方面的投资比较少，因此国内钓鱼船在功能研发方面还存在很大的提升空间等待我们去研究发现。如今在国内，钓鱼竿的技术已经相当成熟，要解决的问题就是如何把投放饵料、检测到鱼群、自动放线进行钓鱼这些功能集合在一艘遥控钓鱼船上。在2003年，国外就有人用能量扩大和非线性阻尼估计的方法来对海上大型渔船遇到的阻力进行研究以便提高稳定性。把这种方法进行适当的借鉴也可以用到小型遥控钓鱼船上提高其性能。国外研究发明的先进遥控钓鱼船的优势也只是停留在材料和动力装置这两个层面上，与我国可持续发展战略要求的环保、安全理念相悖，也不符合我国科技创新战略的要求，更甚者与符合我国国情的安全建造、科学建造要求相去甚远。1.3研究内容及目标1.3.1研究内容(1)遥控船外型的设计与创新，保证各个结构之间能够相互配合，使钓鱼船能够正常的工作；(2)无线发送信号电路的设计芯片选择、滤波电路等电路的设计；(3)无线接收信号电路的设计芯片选择、全桥驱动电机电路等电路的设计；(4)对鱼的准确定位以及显示；(5)设计鱼竿的摆放位置，并且实现对钓鱼线的自动收放。1.3.2研究目标设计建造一艘速度快、续航能力强大、稳性好、准确性高、遥控距离远和造型美观的新型遥控钓鱼船。1.3.3技术路线(1)根据中国船级社内河船舶设计规范对遥控钓鱼船的钓鱼竿、声纳探鱼器进行整体的布局，选择钓鱼船所用的材料以及装置来提高船的浮力。(2)动力系统。遥控船采用强力电动马达，在强力电动马达驱动的塑料螺旋桨处设置保护，以确保钓鱼船在航行时能够不受水草等杂物的束缚。(3)遥控设备。拥有前进、左转、右转、后退、放饵料这五种功能，主要是采用5通道比例PT8A977BPE和PT8A978BLW这一对无线接收和无线发送遥控设备来实现的。(4)放钓鱼线设备是遥控钓鱼船的精华。应用ZigBee技术、采用CC2530无线模块来控制电机驱动收线轮的转动实现收放钓鱼线。1.3.3拟解决的问题首先要确定的是钓鱼船能在水中行驶多久，对续航能力的提升是本次设计的一个重点；船底的微型螺旋桨在运转时可能会勾到水草等障碍物，需要进行更好地改进；自动钓鱼竿的位置摆放也应该进行合理的设计，才能更加准确的钓到鱼；钓鱼船拥有美观的外表才会更多的被消费者接受，这也是需要着重解决的问题。1.4 本章小结本章主要介绍了所研究课题的目的和意义，介绍了新型遥控船的发展现状和北京意义，介绍了新型钓鱼船的研究目标、技术路线、拟解决的问题。2 新型遥控钓鱼船的总体方案设计2.1 总体系统设计新型遥控钓鱼船的总体设计主要拥有两个系统：一个是由主控集成芯片PT8A977BPE控制的发射信号电路和由主控制集成芯片PT8A978BLW控制的接收信号电路；另一个是主要是应用ZigBee技术以CC2530为控制中心的无线控制模块。该遥控钓鱼船的大致宏观工作过程如图2-1所示。图2-1 新型遥控钓鱼船的总体系统流程2.2 5功能遥控器PT8A977BPE/978BLW系统设计发射无线信号电路部分和接收无线信号电路部分组成了本次遥控钓鱼船的总体遥控电路，编码电路和RF发射电路组成了发射无线信号部分，解码电路和RF接收电路组成了接收无线信号部分2。首先发射信号电路中PT8A977BPE集成芯片对前进、后退、左转、右转、放饵料这五个功能进行相对应的编码，由RF发射电路发射出去。当无线信号接收电路接收了发射的信号之后，RF接收电路对信号进行取样并且过滤放大传给PT8A978BLW进行解码，然后输出相应的功能指令。具体工作流程图如2-2所示。图2-2 5功能遥控器的工作流程2.3 CC2530芯片控制的无线模块系统设计该系统的主控制中心是CC2530芯片，CC2530芯片已经集成了单片机加强型内核，由于该放鱼线的是通过按键来实现，所以相当于是应用单片机的基础上增加一个无线接收和发送数据的部分。单片机加强型内核8051模块主要是向无线模块发出数据是否接收的请求，而CC2530无线模块负责数据的接收和发送。配套底板按键按下后，发送模块CC2530发送数据，接收模块CC2530接收数据后然后通过外部的简单电路驱动小马达进行正传放线。具体内部工作流程如图2-3所示。图2-3 CC2530模块的工作流程2.4本章小结本章主要介绍了所做设计的整体系统分析，简单介绍了每个系统的工作流程。3 新型遥控钓鱼船发射模块的元件选择及电路设计本章按照智能遥控钓鱼船的设计要求，完成了系统遥控发射模块的设计，介绍了发射模块元件的选择与电路的设计部分，针对控制过程的特点以及对控制对象的要求，对元件进行选择，并设置相应的参数。 3.1新型遥控钓鱼船发射模块元件选择3.1.1选择PT8A977BPE的优势该设计需要完成的功能是控制钓鱼船的前进、后退、左转、右转、放饲料这五个基本功能，要求是进行远距离的无线遥控。PT8A977BPE集成电路芯片恰好能够实现这五个功能，相比其他多通道的集成电路芯片，它可以做到引脚的全面使用，不浪费资源。而且，PT8A977BPE还具有以下优点：(1)需要的操作电源电压比较小，在1.0V到5.0V之间，这就给我们提供了便利能够用普通的5号或者7号电池来对其供电，携带方便；(2)由于工作电压比较小，所以工作电流也小，操作安全；(3)需要的外部元件比较少，可以利用简单的电路设计来实现无线信号的发送。3.1.2 PT8A977BPE编码集成电路的简单介绍电路输入部分、电路编码部分、电路震荡部分、电路时序产生部分、电路输出部分这五个部分共同组成了PT8A977BPE的集成芯片。由图3-1可以看出：电路的输入部分有5个输入管脚，分别控制forward（前进）、backward（后退）、rightward（右转）、leftward（左转）、turbo（加速）这五个功能。在这里要进行说明的是：turbo引脚实现的加速功能是通过与外部电路的整合控制电机的转动来实现放饵料。SO和SC这两个输出管脚可以接收由PT8A977BPE集成电路中的编码电路发送的数字编码，数字编码的规则是要与5个操作功能相对应的，解码电路也应用相应的规则来进行解码，这样才能够保证接收信号和发送信号具有一致性。SO引脚由于带有载波频率的信号输出端，所以实现的是无线遥控功能，而SC引脚同样也是因为带有载波频率的信号输出端，所以实现的是红外遥控功能。在本次设计中并没有用到红外遥控，只是用到无线遥控功能。集成电路内部还拥有一个计数器可以使它在一定时间内没有发生动作时自动断电。其中在PT8A977BPE芯片的管脚中PC输出端可以用来控制外部电源的通断。图3-1 PT8A977BPE的内部结构经过内部结构的构造，该解码集成电路还留有14个引脚以备外部电路的设计。这14个引脚的名称以及功能如下表3-1。表3-1 PT8A977BPE的引脚说明管脚号管脚名称管脚的功能说明1RIGHT带有上拉电阻，若该管脚接地，则实现右转功能2TEST带有上拉电阻，若该管脚接地，则实现测试功能3GND接地4BACKWARD带有上拉电阻，若该管脚接地，则实现后退功能5FORWARD带有上拉电阻，若该管脚接地，则实现前进功能6TURBO带有上拉电阻，若该管脚接地，则实现加速功能7SC带有载波频率的信号输出端，控制红外遥控8SO带有载波频率的信号输出端，控制无线遥控9VCC接电源的正极10PC电源控制输出引脚11OSCO震荡器输出引脚12OSCI震荡器输入引脚13NC不接14LEFT带有上拉电阻。若该管脚接地。则实现左转功能3.2整体的发射电路设计以及电路分析遥控钓鱼船发射电路主要以PT8A977BPE芯片为主来完成数据的发送，主要运用到数字电路和模拟电路的知识。因为该设计主要用到的是无线遥控模块，所以在PT8A977BPE的引脚应用中SC和SO引脚只用到了SO引脚(SO引脚的功能是用于无线遥控)。电源供电部分：以PT8A977BPE芯片为主要控制中心的整体发射信号的电路需要使用9V电池供电（在本次设计中发射信号电路部分使用的9V电池是市面上买的）,因为三极管Q1(C954)以及三极管Q2(C954)的工作电压要就都必须是9V才能够使其正向导通进行工作,集成电路PT8A977BPE芯片的工作电压是4.7V。内部工作原理：闭合开关S1,只有当发光二极管 LED1 导通发光的时候,才能证明工作电源接通，电路才可以开始正常工作。这时,三级管Q1和三极管Q2被直接加上电池的电压9V，同时经稳压电路可为芯片PT8A977BPE提供4.7V的工作电压。稳压电路是由电阻R2和二极管D1组成的，稳压电路主要是为了将电池电压降到能使得芯片正常工作而不至于烧坏的电压。编码器内部振荡器 OSC的振荡频率是由电阻R1来决定的3，一般来讲R1都会选择200K。当开关S1的刀2拨到1的时候其芯片的内部电路对向右转的信号进行编码，传送到输出电路，然后由无线引脚输出右转信号再与外部电路整合通过天线将右转信号发射出去；同理当开关S1的刀2拨到3的时候其芯片的内部电路对左转信号进行编码，传送到输出电路，然后由无线引脚输出左转信号再与外部电路整合通过天线将信号发射出去。当开关S1的刀2拨到1并且开关S2的刀2拨到1的时候发送前进的信号；当开关S1的刀2拨到3并且开关S2的刀2拨到3的时候发送后退的信号。只有当开关S1的刀2拨到3并且开关S2的刀2拨到1的时候发送加速的信号实现驱动电机的转动。电容三点式载波振荡器是由三极管Q1与电感L1、晶振震荡体X1、电容C3 组成的4, 两种振荡频率27HZ和49HZ可以供电容三点式载波振荡器选择。三极管Q2的基极被加以由编码器PT8A977BPE的无线功能管脚SO输出的编码数字信号和三极管Q1输出的载波信号后，第一步三极管Q2对信号进行调制，第二步经过滤波后便由天线 L4发射出去，其中，滤波电路主要由电感L3、电容C3、电容C9组成的。滤波频率的不同，要求的元件大小也不同：当滤波频率要求是27MHz时,RF发射电路的元件参数则是：电容 C3 =47pF、C8 =180pF、C9 = 47pF、电阻R3 =120k、R5 =15k、电感L1 =L2 =2.2H、晶振震荡体X1 =27.145MHz；当载波频率要求是47MHz时，RF发射电路的元件参数是：电容C3 =22pF、C8 =100pF、C9 =30pF、电阻R3 =68k、R5 =22k、电感L1 =L2 =1H、晶振震荡体X1 =49.860MHz。具体电路图如图3-2所示：图3-2 PT8A977BPE的发射电路图经过刻板机刻出来的实物板子如图3-3所示：图3-2 PT8A977BPE的发射电路实物图3.3本章小结本章重点介绍了遥控钓鱼船发射信号电路的设计以及电路中主要应用芯片的介绍，包括PT8A977BPE的内部集成电路的工作原理以及引脚的各部分功能，还有选择这个集成芯片的优势。11青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文）4 新型遥控钓鱼船接收模块的元件选择及电路设计本章按照智能遥控钓鱼船的设计要求，完成了系统遥控接收模块的设计，介绍了接收模块元件的内部构造、引脚的功能与电路的设计部分，针对控制过程的特点以及对控制对象的要求，对元件进行选择，并设置相应的参数。 4.1新型遥控钓鱼船解码模块元件选择4.1 .1PT8A978BLW解码集成芯片的简单介绍 该PT8A978BLW解码集成芯片的内部结构要比PT8A977BPE编码集成芯片复杂的多，解码集成芯片的内部主要是集成了5种功能部分，而编码集成芯片由于要对接收到的信号进行取样检测所以多出2部分，并且其内部各个部分的工作顺序也有很大的差异。由图4-1可以看出震荡器OSC、锁存器、信号取样和误码检测部分、3组放大器、解码电路、控制逻辑电路、时序产生器共同组成了解码集成芯片的内部结构。同编码集成芯片一样，解码集成芯片也具有5个功能，这里不做详细的说明。在编码电路通过无线发生器发出信号之后，信号被解码集成芯片电路中的信号接收器接收，然后由三级放大器对信号进行放大，之后发送给解码电路部分对信号进行取样、检测和解码，然后传递给锁存器，最后传送给输出电路来完成相应的信号指令，控制钓鱼船的动作。还有一个很重的要求就是，解码芯片PT8A977BPE和编码芯片PT8A978BLW中震荡器的工作频率的相对误差必须要在-2.5%在2.5%之间。图4-1 PT8A978BLW的内部结构经过内部结构的构造，该解码集成芯片还留有14个引脚以备外部电路的设计。这16个引脚的名称以及功能如下表4-1。表4-1 PT8A978BLW的引脚说明管脚号管脚名称管脚功能及说明1VO2放大器2输出管脚2GND电源负极3SI解码信号输入管脚4OSCI震荡器输入管脚5OSCO震荡器输出管脚6RIGHT右转输出管脚7LEFT左转输出管脚8RD带有上拉电阻，若该管脚选择接地则实现右转功能9LD带有上拉电阻，若该管脚接地则实现左转功能10BACKWARD后退输出管脚11FORWARD前进输出管脚12TURBO加速输出管脚13VCC电源正极14VI1放大器1输入管脚15VO1放大器1输出管脚16VI2放大器2输入管脚4.1 .2外部电路的器件选择接收电路的载波频率有两种，相对应的RF接收电路中的元件参数也有两种。接收电路的载波频率为 27MHz 时，RF 接收电路的元件参数如下：C1 =10pF 、C2 = 47pF、C3 =47pF、C4 =3300pF、Q1的型号为C1815-Y、R1 =150k、R2 = 680、L 1 =7T、L2 =8. 2 H。而载波频率为 49MHz时, RF 接收电路的元件参数如下：C1 =15pF、C2 =25pF、C3 =10pF、C4 =2200pF、Q1的型号C380-0、R1 = 180k、R2 =820、L1 =5T 、L2 =3.3H。4.2整体的接收电路设计以及电路分析遥控钓鱼船的发射信号部分电路主要用到的是PT8A978BLW芯片来完成数据的接收，用到的大部分也是模电的知识。6V电压是新型钓鱼船发射电路使用的电源电压，当电源开关S1被闭合的时候，伺服电机M1和M2的两组全桥驱动器被加以6V的电源电压，然后在经过330的电阻R10以及稳压二极管D1将电源电压6V降到3.3V，以此作为RF接收电路和解码芯片的工作电压5。由新型遥控钓鱼船发射电路发出的无线遥控信号经天线和三极管 Q1组成的 RF电路接收后，这些无线信号将会被送至解码芯片PT8A978BLW的 VI1输入管脚来对其进行解码的操作。接收到的信号经芯片被PT8A978BLW解码后可从管脚 7( Left向左转)、6( Right向右转) 、11（Forward向前动) 和 10( Backward向后退) 脚输出相应的功能信号来驱动两个全桥电机驱动器，从而使桥路上的驱动三极管交替导通以控制伺服电机的正、反转。驱动伺服电机M1正传使得钓鱼船前进：当解码芯片PT8A978BLW中的引脚Forward 的输出为1高电平的，Backward管脚输出为0低电平时， Q2、Q6、Q5导通6, 而 Q3、Q7、Q4关断，M1中的电枢电流为从右至左，此时M1应正转；驱动伺服电机M1反转使得钓鱼船后退：当解码芯片Forward管脚输出为低电平，Backward管脚输出为高电平时，三极管Q2、三极管Q6、三极管Q5关断，而三极管Q3、三极管Q7、三极管Q4导通，伺服电机M1中的电枢电流是从左至右流向的，此时M1应反转使得钓鱼船往前走。驱动伺服电机M2正传使得钓鱼船相左前进：当解码芯片PT8A978BLW中的引脚Left的输出为1高电平的，Right的输出为0低电平的时候，三极管Q8、 三极管Q12、三极管Q13导通， 而三极管Q9、Q10、Q11 关断，M2中的电枢电流从右至左，此时M2正传。驱动伺服电机M2反转使得钓鱼船向右前进：当解码芯片PT8A978BLW中的引脚Left的输出为0高电平的，Right的输出为1低电平的时候，三极管Q8、三极管Q12、三极管Q13关断，而三极管Q9、Q10、Q11 导通，M2中的电枢电流从左至右，此时M2反转。 图4-2 PT8A978BLW的发射电路图经过刻板机刻出来的实物板子如4-3所示：图4-3 PT8A978BLW的发射电路实物图4.3本章小结本章重点介绍了遥控钓鱼船接收信号电路的设计以及电路中主要应用芯片的介绍，包括PT8A978BLW的内部集成电路的工作原理以及引脚的各部分功能，还有选择这个集成芯片的优势。5 新型遥控钓鱼船的软件模块设计5.1选择CC2530芯片的优势选择CC2530芯片来接收和发送数据主要有以下几点优势：(1)根据本次设计的要求低且简单，采用ZigBee这种具有较低的通信传输数据量、数据传输的频率不是太高、成本学生能够负担得起、功耗也比较小等这些特点的这种无线通信技术，对于实现本次设计的组网通信最为简便7。(2)CC2530内部集成了单片机51的加强型内核、AD转换以及无线通信模块，在单片机与无线通信模块组合的时候CC2530芯片具有的可靠性更强，同时节点的体积与质量也会相应的减少一部分8。(3)CC2530支持最新的ZigBee协议，而TI之前的SOC射频芯片CC2430/CC2431等不支持ZigBee 2007/PRO协议栈。ZigBee 2007/PRO与以前的协议栈相比其互操作性更强而且在管理节点密度和数据负荷等方面技术得到了很大的提升。另一方面由于它能够支持网状网络等特点，这就使得运用CC2530设计出来的节点通信距离跟以前相比会更远，组网性能的稳定性和可靠性也更加好9。(4)CC2530相对于以前同系列的芯片来讲具有性能更优价格更加合适等特点。5.2CC2530系统整体的硬件电路此次CC2530系统主要由CC2530核心部分和配套功能部分组成。CC2530核心部分主要是CC2530芯片，CC2530芯片已经将单片机8051内核集成进去来控制数据的传送与接收。而配套功能电路部分主要由电源模块、按键模块、串口通信模块等组成，其中电源模块作为系统内部的动力来源，要为CC2530无线模块供电，保证系统机体控制与接收发射部分正常运行，PL-2303作为串口无线通讯模块用于接收上位机通过串口发送的指令，将数据传送给CC2530芯片并进行数据处理后执行相应指令动作。CC2530芯片是一个真正的用于IEEE 802.15.4，Zigbee和RF4CE应用的片上系统的解决方案。他能够以非常低的成本建立强大的网络节点。CC2530集成了高效射频收发机RF和增强型8051内核、8-KB RAM和许多其他强大功能。主要拥有以下特点：(1)开放频段，工作频段为2.4GHz；(2)无线传输速率达 250kbps；(3)功耗：接收电流30mA，发射电流50mA10；CC2530由四个不同的Flash版本：CC2530F32/64/128/256,分别具有32、64、128、256KB Flash存储器。这是由他的多种运行模式所保证的。他的外围设备主要有强大的5通道DMA功能，IR发生电路，具有补货功能的睡眠定时器、看门狗定时器等。配套功能电路部分主要由电源模块、按键模块、串口通信模块等组成，其中电源模块作为系统内部的动力来源，主要为CC2530无线模块供电，保证系统机体控制与接收发射部分正常运行， PL-2303作为串口无线通讯模块用于接收上位机通过串口发送的指令，将数据传送给CC2530芯片并进行数据处理后执行相应指令动作。电源模块主要是为整体的电路提供动力来源，保证机体能够正常工作。该电路主要用到的芯片是HT7533，该芯片通过将输入电压与基准电压相比较，然后通过稳压电路来实现稳定输出3.3V的电压。串口通信部分主要是用于接收上位机发送的数据，将数据传送给CC2530进行数据的处理。用到的芯片是PL-2303，PL-2303的内部配有串口的功能控制器以及串口数据收发器等，所以这个器件要想实现USB信号和RS232信号相互转换只需要在外部电路接几个电容就可以轻松的实现，而且还能够方便的嵌入到各种设备中；该配套电路板还配有按键功能和LED灯，本次设计主要是按键之后然后进行数据传输，上位机接收数据处理之后就能驱动电机的转动以此来实现把钓鱼线放到水域中。5.3串口通信及无线模块的程序设计该次设计中的实现无线数据传输主要是以Zigbee协议栈为基础的11。简单的来理解以下就是协议栈是协议和用户之间建立的一根纽带，根据协议来使用协议栈进一步实现无线数据的接收。一般来讲要想实现一个简单的无线数据通信时需要按照以下步骤来实现：(1)组网。首先要把协议栈的组网函数进行调用、然后加入到网络函数中以此来实现网络的建立与节点的加入12。(2)发送。要想实现无线数据的发送，需要发送节点然后调用协议栈下的无线数据发送函数。(3)接收。同发送数据一样，要想实现无线数据的接受，需要发送节点然后调用协议站下的无线数据接收函数。5.3.1程序设计的流程图图5-1 程序设计总体流程图5.3.2启动程序的程序设计(1)首先确保外围器件没有问题；(2)然后创建一个名称为basicRfCfg_t 的数据结构，并初始化其中的成员。typedef struct uint16 myAddr； /16位的短地址（就是节点的地址）uint16 panId； / 节点的PAN IDuint8 channel； /RF 通道（必须在11-26之间）uint8 ackRequest； / 目标确认就置true#ifdef SECURITY_CCM uint8* securityKey；uint8* securityNonce；#endif basicRfCfg_t；(3)调用 basicRfInit()函数进行协议的初始化，uint8 basicRfInit(basicRfCfg_t* pRfConfig)。basicRfInit()函数功能：对 Basic RF的数据结构初始化，设置模块的传输通道，短地址，PAD ID。5.3.3发送程序的程序设计(1)首先创建一个 buffer，把 payload 放入其中。Payload 最大为103个字节；(2)然后调用 basicRfSendPacket()函数发送，并查看其返回值。basicRfSendPacket()函数功能：给目的短地址发送指定长度的数据，发送成功刚返回 SUCCESS，失败则返回 FAILED。uint8 basicRfSendPacket(uint16 destAddr，uint8* pPayload，uint8 length)中destAddr是代表目的短地址；pPayload 是指向发送缓冲区的指针；length是发送数据长度。5.3.4接收程序的程序设计(1)上层通过 basicRfPacketIsReady()函数来检查是否收到一个新数据包；basicRfPacketIsReady()函数功能：检查模块是否已经可以接收下一个数据，如果准备好刚返回TRUE；(2)调用 basicRfReceive()函数，把收到的数据复制到 buffer中。basicRfReceive()函数功能：接收来自Basic RF层的数据包，并为所接收的数据和RSSI 值配缓冲区uint8 basicRfReceive(uint8* pRxData，uint8 len，int16*pRssi)。5.4本章小结本章主要是针对CC2530芯片以及配套底板做了简介、选择该芯片的优势。对启动硬件程序、接收数据程序、发送数据程序的设计过程进行了大致的说明。详细的程序见附件。6总结无线遥控技术在近几年被广泛应用，尤其是在遥控玩具这一方面更是体现了它们的价值。本次设计的新型遥控钓鱼船突破了停留在遥控玩具的平台，使其可以应用到休闲渔业这方面。因为在遥控电路的设计中需要使电路具备抗干扰能力强、稳定性高、能进行灵活、控制线路要简单容易修改等优点所以本次设计选用主控制芯片PT8A977BPE和PT8A978BLW来进行实现。一方面因为它符合本次设计5个功能的要求，另一方面由于它具有供电电压小等优势。以下是对本设计的总结：(1)为了本次设计，学习了这一对5功能遥控器芯片的内部原理以及外部遥控电路的设计，根据设计要求进行了元器件的选择，虽然不够精确但基本符合设计要求，由于硬件电路部分的线路太复杂，之前也没有做过类似设计的，所以通过借鉴遥控小车的电路以及芯片本身的功能相结合来进行的电路设计，并绘制了简单的电气原理图。(2)在本次设计中，还应用到另一个无线遥控技术ZigBee。因为以前从来没有接触过这方面的知识，所以只是简单的了解以下程序的设计过程，然后对原有的程序进行修改，通过和外部电路的结合来实现驱动小型的直流电机实现了钓鱼钩的收线和放线，因为学习的不是很深刻导致水平还比较低，所以可能存在一些缺陷。虽然通过这次遥控钓鱼船的设计接触了新的知识领域，做了大量的工作，但是还存在很大的发展空间，还有许多问题需要去改善解决，比如加强实用训练，熟练掌握编程和绘图软件的使用等。由于时间比较，个人平时较少接触这些东西，水平所限，设计中难免会有错误和不合理的地方，敬请谅解！参考文献1林晓平.发展休闲渔业 推动产业转型升级关于如何发展翠屏湖休闲渔业的探讨J.科学养鱼,2014,(6):13-14.2李峻.5功能遥控器PT8A977/978的应用J.国外电子元器件,2004,03:70-73.3王欢.LC低相位噪声压控振荡器设计与仿真J.舰船电子工程,2006,26(4):143-145.4于为群,窦莹,刘喜阳等.晶体晶片的测试技术C./中国计量协会冶金分会冶炼传感器专委会2011年年会及技术交流会论文集.2011:41-43.5刘魁,苏志远,周晓光等.移动监测小车的无线控制系统的研究与实现J.机电产品开发与创新,2011,24(1):136-138.6邹天汉.理光XF-30(D)型照相机电路原理与故障检修J.电子世界,2003,(2):71-73.7孟令许.基于S3C2440A的ZigBee+WiFi的智能家居控制系统D.成都理工大学,2012.8张明.基于ZigBee网络的数字化油库系统设计D.安徽理工大学,2012.9宁洁.基于ZigBee的通信机房温度监测系统D.西安电子科技大学,2012.10曹惠茹,杨智,薄宏,郭中华.2.4GHz无线信道特性在火龙果园的试验与研究J.中国测试,2014,03:109-112.11李金梁.基于无线传输的大扭矩数显扳手的研究D.西华大学,2013.12周伦.室内移动机器人超声波网络定位方法研究D.哈尔滨工业大学,2013.致谢时光飞逝，大学四年的本科学习生活即将结束，我即将完成自己的大学学业，结束四年的大学生涯，也结束我上学的生涯，奔赴社会参加工作，走向人生又一个新的起点，在此，我要向我大学里所有的老师和同学们、家人以及朋友表达我最真诚的谢意，感谢大家陪我度过大学四年，感谢大家给我的帮助。首先，我要感谢我本次毕业设计的指导教师李胜多老师，从毕业设计题目的选择到最终论文的完成，李老师一直给与我细心的指导和不懈的支持，尤其是老师的督促起到了关键的作用，这之间少了哪一个方面我都完不成本次毕业设计。李老师知识渊博，思维开阔，结合实践的能力很强，在毕业设计中对我帮助和影响很大。她对学生的态度是十分难得的，细心，认真，不放弃学生，负责任，获得大家一致好评，大家都很感激她。其次，我要感谢大学四年来所有教过我的老师们，他们不仅传授给我课本上的知识，让我在学识方面充实了自己，而且他们也教会我许多做人的道理，让我明白应该以怎样的态度面对社会，面对人生。我还要感谢在这次毕业设计中为我提供帮助的所有同学，尤其是同专业的一个同学，在ZIGBEE的学习中他起了关键的作用。如果没有他们的支持和帮助，我的毕业设计不会顺利完成的。最后，我真诚地向在这大学四年的时间里关心过、帮助过我的每一个人表达我最诚挚的谢意，在今后的工作生活中，我一定不会辜负父母、老师和同学们的期望，以更饱满的热情和更出色的成绩回报大家对我的关怀和支持！附录A：元件清单新型遥控钓鱼船发射信号电路元件清单名称型号数量5功能集成芯片PT8A977BPE1电容47pf5电容180pf1电容0.01uf2电容10uf2电阻120K1电阻15K1电阻200K1电阻3001电阻1K1电阻100K2电感2.2uh3稳压二极管1三极管C9542晶振27.145MHZ1新型遥控钓鱼船接收信号电路元件清单名称型号数量5功能集成芯片PT8A978BLW1直流小马达1302三极管C90144三极管C80504三极管C85504三极管C1815-Y1电感7T1电感8.2uh1电容101电容472电容33001电容4.74电容0.11电容4701电容47001电容0.12电容1001电阻150K1电阻6801电阻2.2K3电阻3.9K1电阻2.2M2电阻200K1电阻3301电阻1K4电阻1002电阻2202附录B：电路原理图附录C：程序启动程序：#include #include #include #include #include #include #i