基于nRF401的短距离无线通信设计

无线通信网络

产品设计与实现

２００７５

基于ｎＲＦ４０１的短距离无线通信设计

闵

豫

李学华

（成都信息工程学院电子工程系，四川成都，６１０２２５）

【摘要】随着科技的发展，短距离无线通信已广泛应用于各种领域中。选用两块基于ｎＲＦ４０１的无线传输模块ＰＴＲ２０００，分别与计算机串口和８９Ｓ５１单片机相连，利用ＣＲＣ循环冗余编码进行差错检验，从而构成了一条高效、稳定、可靠的点对点无线传输通路。在此基础上还设计出一套简单、实用的小型无线防盗报警系统，该系统具有自动纠错，自动识别，抗干扰能力强等特点。

【关键词】短距离无线通信

ｎＲＦ４０１

ＣＲＣ

ＰＴＲ２０００

无线通信因其组网灵活、无需布线、不受地理环境限制等优点而受到青睐，近年来发展迅速，被广泛应用于遥控、遥测、小型无线网络、无线抄表、门禁系统、小区传呼、工业数据采集系统、无线标签、身份识别、非接触ＲＦ智能卡、小型无线数据终端、安全防火系统、无线遥控系统、生物信号采集、水文气象控制、机器人控制、无线／２３０／４２２／４８５数据通信、数字音频、数字图像传输等系统。主要介绍了基于ｎＲＦ４０１设计的无线通信硬件电路设计，通过分析误码率高低及出现误码的环节，讨论采用比较可靠的ＣＲＣ循环冗余编码进行差错检测，采用前向纠错方式对错误包进行纠正，从而建立一条高效、稳定、可靠、高速的点对点无线传输通路。并在此基础上设计出一套无线防盗报警系统，具有自动识别、自动连网、灵敏度高等特点，经过实验，能够稳定工作。

一、系统设计

选用两块ＰＴＲ２０００模块，其中一块经ＭＸ２３２电平变换后与计算机串口相连构成主机，另一块直接与８９Ｓ５１单片机串口和Ｉ／Ｏ口相连组成从机，从而构成一条点对点的半双工无线通路，基本结构如图１所示，其中ＰＴＲ２０００模块核心芯片为ｎＲＦ４０１。

前端探测器

单片机

ＰＴＲ２０００

如图１所示，选用基于４３３ＭＨＺ单片无线收发芯片ｎＲＦ４０１的无线数传模块ＰＴＲ２０００建立无线通信电路。

１、ｎＲＦ４０１芯片

ｎＲＦ４０１是一个为４３３ＭＨｚＩＳＭ频段设计的真正单片ＵＨＦ无线收发芯片。它采用ＦＳＫ调制解调技术，最高工作速率可以达到２０Ｋ，发射功率可调，最大发射功率是＋１０Ｄｂ，天线接口设计为差分天线，以便使用低成本的ＰＣＢ天线，ｎＲＦ４０１还具有待机模式，工作电压范围可以从２．７－５Ｖ。其优点在于电路外围元件少，无需进行初始化和配置，不需要对数据进行曼彻斯特编码，最高速率２０Ｋｂｐｓ，功耗低，工作电压范围宽，因而被广泛应用于报警和安全系统，自动测试系统，家庭自动化控制，遥控装置，车辆安全系统，工业控制，电信终端等领域。

２、ＰＴＲ２０００模块

ＰＴＲ２０００是一种新型的单片无线收发数传ＭＯＤＥＭ模块，该器件为超小型模块器件，内部集成了ｎＲＦ４０１芯片及其外部电路，具有超低功耗、高速率（１９．２Ｋｂｐｓ）无线收发数传功能，且性能优异，使用方便，可广泛应用于无线数传产品的设计领域。

３、主机硬件电路设计

主机由ＰＴＲ２０００经ＭＡＸ２３２电平转换后与计算机串口相连构成，硬件组成电路如图２所示。

４、从机硬件电路设计

ＰＴＲ２０００Ｒｓ２３２ＰＣ

图１无线通信系统基本结构

从机主要由８９Ｓ５１单片机、ＰＴＲ２０００模块、Ｘ５０４５看门狗及ＥＥＰＲＯＭ存储芯片以及前端红外被动探测器组成。其中ＰＴＲ２０００与单片机串口相连，由单片机的

二、硬件电路－５２－