低功耗无线数字传输模块的设计与应用

低功耗无线数字传输模块的设计与应用低功耗无线数字传输模块的设计与应用 关键词 无线通信 低功耗 移频键控 PIC16F73单片机芯片 CC1000调制解调芯片 在工业 科学研究以及医疗设备中 目前出现了大量需要进行通信 的设备 这些设备通信距离较近 数据量较小 不适合布线 比如 自动抄表系统 酒店点菜系统以及现场数据采集系统等 其中有很 多设备是可移动的 而且要求何种小便于携带 因此 要求其通过 设备具有体积小 功耗低 成本低 使用方便等特点 基于这些需 求 本文给出了一款超低功耗的无线数字传输模块的设备及实现方 法 该模块采用Chipcon公司的超低功耗FSK调制解调芯片CC1000和Micro chip公司的低功耗单片机PIC16F73 从而保证了系统的超低功耗 同时 为了适应电池供电系统的应用 该模块支持查询方式的无线 通信 可以使系统的平均工作电流低至10 A 该模块具有8组信道 可以实现点对点 点对多点的半双工通信 并且提供标准串行数 据接口 支持TTL RS232和RS485通信接口 可以方便地与其它控制 器或计算机连接 图1 1 模块硬件设计 模块结构框图如图1所示 作为工作在物理层和数据链路层的底层通信设备 该系统完成数据 的调制解调 假数据过滤 数据组合 解码数据帧 数据校验等功 能 在接收过程中完成数据由电信号向位流 由位流数据向字节 由字节向数据帧的变换 而在发送过程中则完成接收到的逆向过程 数据发送过程中数据流的变化如图2所示 调制解调由CC1000完成 系统采用频移键控调制 FSK 载波频率 为434MHz 带宽为64kHz 数据采用差分曼彻斯特编码发送 空中发 送数据速率可以根据需要设置 最高FSK数据速率为76 8kpbs CC10 00采用三线命令接口和两线数据接口 可编程配置载波频率和数据 速率等内容 有关CC1000的详细内容见参考文献 模块控制器在发送时从用户接口接数据和命令 并将用户数据转换 成数据帧传送给CC1000 控制CC1000进行数据发送 在接收时 控 制器接收从CC1000传送过来的数据 分析数据 过滤噪声 将数据 由位流转换为字节 进行校验并将用户数据通过串行口传送给用户 使用户可以实现所发即所收 模块是为低功耗系统而设计的 除了具有SLP引脚可以直接休眠模块 外 还有一些专门设计的命令来支持使用查询方式的通信 PCMD R X TX三线组成模块的三线接口 配置命令时PCMD必须为高电平 配 置命令工作时序如图3所示 发送数据时PCMD应置为低电平 通过串行口发送数据即可 模块使 用时间间隔区分数据帧 如果有传输半个字节的时间没有接收到数 据 则认为此前接收到的为一帧数据 系统将编码该帧数据并通过C C1000进行调制和发送 因此 如果用户数据是以数据帧的格式发送 的 用户应当连续发送数据 以避免模块将一帧数据分割为两帧数 据发送 从而降低发送效率 模块只能进行半双工通信 没有数据 发送时模块处于接收状态 有休