畢業(yè)論文基于T6668和RF2401的對講機設(shè)計32819

1、蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校蘭州工業(yè)高等專科學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計（論文）畢業(yè)設(shè)計（論文） 題目題目 基于基于 t6668 和和 rf2401 的對講機設(shè)計的對講機設(shè)計 系系 別別 電子信息工程系電子信息工程系 專專 業(yè)業(yè) 通通 信信 技技 術(shù)術(shù) 班班 級級 通通 信信 09-1 班班 姓姓 名名 劉宏剛劉宏剛 學(xué)學(xué) 號號 200910103109 指導(dǎo)教師（職稱）指導(dǎo)教師（職稱） 鄧翔宇（副教授）鄧翔宇（副教授） 日日 期期 2012 年年 03 月月 蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校蘭州工業(yè)高等專科學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 電子信息工程系電子信息工程系 2012 屆屆 通信技術(shù)專業(yè)通信技術(shù)專

2、業(yè) 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目 基于 t6668 和 rf2401 的對講機設(shè)計 課題內(nèi)容性質(zhì)工程設(shè)計 課題來源性質(zhì)教師收集的結(jié)合生產(chǎn)實際的課題設(shè)計/論文 校內(nèi)指導(dǎo)教師職 稱工作單位及部門聯(lián)系方式 鄧翔宇 副教授電子信息工程系一、題目說明（目的和意義）： 語音信號以無線方式傳輸,可以省去有限信道綜合布線的環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的對講機都是以 模擬語音的方式進行無線傳輸?shù)?，因此其抗干擾能力差，頻率利用率低，語音質(zhì)量一般。 本設(shè)計運用 t6668 對語音進行數(shù)字化處理，然后采用高性能無線傳輸芯片 rf2401 對語音 數(shù)據(jù)實現(xiàn)無線傳輸，采用單片

3、機對整個對講系統(tǒng)的工作過程進行控制，從而實現(xiàn)了數(shù)字 語音的高可靠性無線傳輸。 二、設(shè)計（論文）要求（工作量、內(nèi)容）： 1采用 adm 方式對模擬語音進行數(shù)字化； 2數(shù)字語音波特率 32kbps,通信距離100m； 3采用單片機進行系統(tǒng)控制； 4語音處理芯片的工作原理及其工作過程分析； 5軟件設(shè)計：程序流程圖和通信協(xié)議； 6用 protel 繪制系統(tǒng)原理圖、印制板圖； 7. 系統(tǒng)控制面板及狀態(tài)顯示電路設(shè)計。 三、進度表 日 期內(nèi) 容 2011-2012 學(xué)年第一學(xué)期 第十五周 第十六周 至十七周 第十八周 第十九周 第二十周 2011-2012 學(xué)年第二學(xué)期 第一周 第二周 查閱資料、總體方案論

4、證與選擇 語音處理芯片基本原理及電路圖 收發(fā)天線電路設(shè)計 數(shù)字語音的無線傳輸電路設(shè)計 對講機控制系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計 撰寫論文 提交、修改論文 答辯 完成日期 答辯日期 四、主要參考文獻、資料、設(shè)備和實習地點及翻譯工作量： 主要參考文獻、資料： 1 胡航.語音信號處理.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,1999.9 2 邢建全.新型語音壓縮編解碼器 ambe.國外電子元器件，2004.1.16 3 趙又新.微機原理與接口技術(shù).北京：中國電力出版社,2007.2 4 flash 存儲芯片應(yīng)用手冊 5 t6668 應(yīng)用手冊.國外電子元器件 6 rf2401 芯片應(yīng)用手冊 指導(dǎo)教師簽字教研室主任簽字主管系領(lǐng)導(dǎo)簽字

5、 2011 年 10 月 14 日 年 月 日年 月 日 注：本任務(wù)書要求一式兩份, 一份系部留存，一份報教務(wù)處實踐教學(xué)科。 摘 要 本次設(shè)計主要介紹了一種運用語音處理集成電路 t6668 和高性能無線傳輸芯片 rf2401 以及 a/d(d/a)轉(zhuǎn)換器 ad7311，然后采用單片機 at89c51 對整個系統(tǒng)的工作過 程進行控制的對講機。相對于傳統(tǒng)對講機抗干擾能力強，頻率利用率高，從而提高了語 音質(zhì)量。 主要設(shè)計工作包括：發(fā)射端的麥克風語音信號放大電路，采樣和量化，以及接收端的 數(shù)字信號接收、數(shù)模轉(zhuǎn)換、平滑濾波和功率放大，從而支持語音信號的基帶傳輸。電路 設(shè)計中主要使用運算放大器和單片機，分

6、別處理模擬信號和數(shù)字信號。完成了硬件制作 和軟件編程。測試結(jié)果表明，麥克風語音信號放大電路、采樣量化、數(shù)字信號接收、數(shù) 模轉(zhuǎn)換、平滑濾波和語音功率放大均達到了預(yù)期指標。 關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：數(shù)字語音 t6668 無線傳輸 rf2401 abstract this design mainly introduces the application of speech processing integrated circuit t6668 and high performance wireless transmission chip rf2401 and a/d (d/a) ad7311 convert

7、er, then the single chip microcomputer at89c51 of whole system work process control of his radio. compared with the traditional interphone strong anti-interference, high frequency utilization rate, so as to improve the quality of the speech. the main design work include: the launch microphone speech

8、 signal amplifier circuit, sampling and quantification, and the receiving end digital signal receiving, analog-to-digital conversion, smoothing filter and power amplifier, which support of baseband speech signal transmission. mainly used in the circuit design amplifier and single chip microcomputer,

9、 respectively, analog signals and digital signal processing. completed the hardware production and software programming. the test results show that the microphone speech signal amplifier circuit, sample quantization, digital signal receiving, analog-to-digital conversion, smoothing filter and voice

10、power amplifier all reached the expected indicators. keywords: digital voice t6668 wireless transmission rf2401 目 錄 第一章第一章 緒論緒論.1 1.1 課題研究的背景和意義.1 1.2 課題研究的主要內(nèi)容.1 1.3 對講機的應(yīng)用與概況.2 第二章第二章 無線對講機系統(tǒng)無線對講機系統(tǒng).5 2.1 無線對講機基帶信號處理單元結(jié)構(gòu).5 2.2 基帶傳輸系統(tǒng).5 第三章第三章 系統(tǒng)總體設(shè)計系統(tǒng)總體設(shè)計 .7 3.1 系統(tǒng)概述及本人完成的工作.7 3.2 系統(tǒng)總體論證.7 3.3 系統(tǒng)方

11、案設(shè)計及選擇.7 3.4 系統(tǒng)組成 .9 3.5 工作原理 .9 第四章第四章 t6668、rf2401和單片機和單片機8051的接口電路的接口電路.10 第五章第五章 軟件仿真和調(diào)試軟件仿真和調(diào)試.12 5.1 基帶發(fā)送部分的仿真和調(diào)試基帶發(fā)送部分的仿真和調(diào)試.12 5.2 基帶接收部分的仿真和調(diào)試基帶接收部分的仿真和調(diào)試.18 5.3 基帶系統(tǒng)整體仿真和調(diào)試基帶系統(tǒng)整體仿真和調(diào)試.22 結(jié)論結(jié)論.25 致謝致謝.27 參考文獻參考文獻.28 第一章 緒論 1.1 課題研究的背景和意義 古時候的通信方式有蜂火臺、飛鴿傳書、驛站等等，主要的目地在于傳送軍事情報， 其傳輸煤介主要是利用人力和物力

12、來達成。直到“電”問世后，才開始尋找通過使用電來通 信的可能性。 經(jīng)過人們的發(fā)展，在這兩百年內(nèi)獲得重大進步，尤其是配合電子元件的進步，使復(fù) 雜、便利的通信系統(tǒng)得以實現(xiàn)，并成為日常生活中不可缺少的東西。在整個通信技術(shù)發(fā) 展過程中，有些科學(xué)家作出了重要的突破性貢獻。例如 1864 年，馬克斯威爾(maxwell)導(dǎo) 出電磁波理論，證明電磁波的存在，而赫茲 1887 年經(jīng)由實驗證明電磁波存在，這些進步 使得無線通信變得可能也逐漸成真。另外，貝爾(bell)于 1875 年發(fā)明電話，使聲音可以直 接傳遞，結(jié)合史卓格(strowger)在 1897 年發(fā)明的自動交換機，使得電話服務(wù)得以順利成長。 由于真

13、空管于 1904 年問世，促使阿姆斯壯于 1918 年發(fā)明超外差無線電接收機，開啟無 線電廣闊的應(yīng)用大門。 在 1930 年前的通信發(fā)展主要是屬于類比通信的成長。在 1930 年以后，隨著數(shù)子通 信、電腦及人造衛(wèi)星的產(chǎn)生，整體通信技術(shù)也朝向數(shù)子通信方向來發(fā)展，對人類生活的 影響也更為加深。當然，這些進步也都基于電子原件由真空管、電晶體、集成電路 (integrated circuit， ic)及超大型集成電路(very large scale integrated circuit，vlsi)的長 足進步，才能使通信系統(tǒng)更具方便性及操控性。 隨著電腦技術(shù)、通信技術(shù)與娛樂的結(jié)合， 大家都希望能夠更

14、隨心所欲地使用科技，無線通信技術(shù)便逐漸獲得大家的青睞。大家都 希望能夠透過無線通信技術(shù)，使自己不再局限于有線傳輸設(shè)備，進而擺脫掉上述的種種 羈絆。無線通信技術(shù)主要就是利用無線電波取代傳統(tǒng)的傳輸線路(例如：銅線，雙絞線、 光纖等)，通過適當?shù)募夹g(shù)，我們可以將低頻的信息加在高頻的載波之上，這就是我們所 謂的調(diào)制（modulation） ，而相反地，自高頻的載波中將信息取出的技術(shù)，我們把它稱之 為解調(diào)(demodulation)，而這個可以用來發(fā)射的高頻載波，便稱之為射頻 (簡稱 rf)。通 過改變載波的波長、振幅、頻率，我們就可以利用載波來表示信息?；旧希鞣N通信 系統(tǒng)的資訊傳送過程，以從甲地單

15、向地傳到乙地為例，其流程大約如下: 1.在甲地將要傳送的信息，以電的信號表現(xiàn)出來。 2.將此電信號放大、編碼或調(diào)制后，依據(jù)各種傳輸煤介特性，將信息傳送到乙地。 3.在乙地將電信號收集后，經(jīng)解碼或解調(diào)。 1.2 課題研究的主要內(nèi)容 對講機與手機相比有許多獨特的地方。首先對講機不受網(wǎng)絡(luò)限制，在無線蜂窩網(wǎng)絡(luò) 未覆蓋到的地方，對講機可以讓使用者相互溝通。其次是對講機提供一對一，一對多的 通話方式，一按就說，操作簡單，令溝通更自由，尤其在緊急調(diào)度和集體協(xié)作工作的情 況下，這些特點是非常重要的。第三是通話成本低，除了購機費用和電池耗電外，沒有 其他成本，相比而言，手機還有通話費，月租費等。 對講機應(yīng)用領(lǐng)域

16、很廣，主要應(yīng)用在公安、民航、運輸、水利、鐵路、制造、建筑、 服務(wù)等行業(yè)，用于團體成員間的聯(lián)絡(luò)和指揮調(diào)度，以提高溝通效率和提高處理突發(fā)事件 的快速反應(yīng)能力。隨著對講機進入民用市場，人們外出旅游、購物也開始越來越多地使 用對講機。 從通信工作方式上，對講機分為單工通信工作的單工機和雙工通信工作的雙工機。 本文主要內(nèi)容是設(shè)計單工機的基帶信號處理單元。主要設(shè)計工作包括：發(fā)射端的麥 克風語音信號放大電路，采樣和量化，以及接收端的數(shù)字信號接收、數(shù)模轉(zhuǎn)換、平滑濾 波和功率放大，從而支持語音信號的基帶傳輸。在設(shè)計中以英國 labcenter electronics 公 司出版的 eda 工具軟件 proteu

17、s 和美國 microchip 公司出版的單片機集成開發(fā)軟件 mplab 為設(shè)計平臺，另外使用 matlab 軟件作輔助理論分析，還使用 protel 99se 軟件制作印刷電路板。 1.3 對講機的應(yīng)用與概況 對講機通信在 1985 年以前是我國主要的專用無線通信系統(tǒng)，如今隨著公眾移動通信 的發(fā)展已逐步形成為一個重要的專業(yè)通信市場?，F(xiàn)在，人們對對講機的認識達到空前的 高度，對講機在國民經(jīng)濟各部門和人們生活各個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用得到了充分的體現(xiàn)，已 成為國家安全、公安警察、交通管理、石油化工、建筑施工、機械制造、賓館酒樓等部 門重要的無線通信裝備。 1、對講機在國民經(jīng)濟中的地位與作用 不論是專業(yè)無

18、線通信對講機還是公眾低功率民用對講機，相對于公眾移動通信總體 而言都是微不足道的，相對于整個移動通信市場來說也是很小的。對講機市場雖然只占 公眾移動通信市場很小的份額，但由于目前我國國民經(jīng)濟中，各個行業(yè)已廣泛而大量地 使用對講機通信，因此，對講機實際上已成為各個行業(yè)重要的無線通信裝備，從而顯示 出對講機在國民經(jīng)濟中的重要地位。 2、對講機是一個有很強增長力的行業(yè) 由近十年來世界經(jīng)濟的發(fā)展可以看到，即使世界經(jīng)歷了金融危機，在此時期內(nèi)世界經(jīng)濟 的各個重要領(lǐng)域，都受到了巨大的沖擊，但是移動通信包括專業(yè)無線通信和公眾低功率 民用對講機，在同一時期內(nèi)仍保持強勁的增長率，這說明移動通信有很強的增長力，而

19、從這一角度來說，信息時代的 21 世紀是移動通信的世紀，21 世紀的世界是移動通信世界。 中國是 21 世紀移動通信最大的市場，也是世界上對講機最具發(fā)展前途的市場之一。 3、我國對講機產(chǎn)業(yè)的基本情況對講機產(chǎn)業(yè)是我國移動通信比較重要的一部分，產(chǎn)業(yè)布局 呈現(xiàn)相應(yīng)的比較明顯的區(qū)域性，主要制造企業(yè)大部分分布在東南沿海、珠三角一帶。近 年來，我國對講機產(chǎn)業(yè)在通信產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的拉動下，超常規(guī)高速發(fā)展，僅深圳無線電 通信制造企業(yè)就有近 200 家，無線電通信設(shè)備制造總產(chǎn)值有 400 億元之巨，位居全國前 列，是全國最重要的對講機生產(chǎn)基地，也是全球最多生產(chǎn)對講機企業(yè)基地之一，專業(yè)從 事對講機生產(chǎn)的企業(yè)（包括外

20、銷企業(yè)）就有四十多家。其中對講機品牌企業(yè) 10 余家，創(chuàng) 造了國內(nèi)產(chǎn)量最大、在理論和實踐上位列世界前五名、服務(wù)全球用戶的對講機品牌，搶 了洋品牌不少的飯碗。一批起點較高的“中國造”已經(jīng)向美國、日本、歐盟等世界 80 多個 國家和地區(qū)出口，出口貿(mào)易呈增長趨勢。 雖然我國成了僅次于美國、日本的第三大對講機生產(chǎn)國，但我國品牌機份額太低， “小 企業(yè)太多了，而且多數(shù)小企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平低，產(chǎn)品質(zhì)量差，浪費了資源。 ”與發(fā)達國家相 比，還有很大差距，基本上屬于自由市場經(jīng)濟初期的無序發(fā)展。由于對講機行業(yè)的重復(fù) 建設(shè)現(xiàn)象十分突出，因而大量設(shè)備制造廠家競相仿制、搶產(chǎn)熱點對講機的現(xiàn)象也隨之而 來，進而經(jīng)常出現(xiàn)結(jié)構(gòu)

21、型過剩，市場競爭方式處于惡性價格戰(zhàn)等低水平狀態(tài)，遠遠滿足 不了我國專業(yè)無線通信發(fā)展的需要，每年還要花大量的外匯進口專業(yè)無線通信設(shè)備。 4、市場前景及今后的發(fā)展趨勢 對講機家庭擁有量是反映一個國家公眾無線通信水平高低的綜合性指標，同時也是 一個國家國民經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的標志之一。對講機在美國、歐洲、韓國、新加 坡、香港、臺灣等地深受消費者的歡迎。美國從 1998 年開放民用對講機市場后，在超市 里就可以買到對講機，其銷量以每年翻一番的速度增長，2000 年銷量就達到 1000 萬臺， 與手機的銷量處于同一個數(shù)量級。在德國、日本，大概有 30%的家庭擁有對講機，大概 有 25%的法國家庭使用

22、對講機。2006 年我國手機用戶已經(jīng)達到 4.7 億，連續(xù)幾年的銷量 都超過了 2000 萬部。如果參照美國市場對講機和手機銷量的比例，可以認為我國對講機 市場的潛力非常巨大，市場需求不會低于歐美國家及我國港臺等地。 國家為滿足社會公眾使用對講機的需求，對 400mhz 低功率公眾民用對講機市場全 面放開。設(shè)置和使用低功率公眾無線對講機，免收頻率占用費。低功率公眾對講機與手 機相比，價格便宜，也不產(chǎn)生通話費用，可以很方便地實現(xiàn)一對一和一對多的通話；與 室內(nèi)無繩電話比較，通話距離更遠，可達公里。公眾民用對講機不僅讓個人通信更自 由，而且可以表現(xiàn)自身獨特的性格。特別是隨著愈來愈多消費者生活水平的逐

23、步提高， 駕車遠行、登山、露營等外出休閑活動的機會和次數(shù)在逐漸增加，可以支持你在與同伴、 家人及時聯(lián)絡(luò)溝通的公從低功率民用對講機的作用此時便凸現(xiàn)出來，從而使社會對公眾 對講機的需求量急劇上升。 我國現(xiàn)有的對講機無論技術(shù)水平還是生產(chǎn)能力，與國外產(chǎn)品比都不具備競爭能力。 因此對講機的競爭對手來自國際方面。 國外公司對中國對講機市場早已饞涎欲滴，他們的產(chǎn)品及資本的大舉進入和滲透， 已形成一種潮流。摩托羅拉公司 1987 年進入中國，1992 年在天津注冊成立摩托羅拉（中 國）電子有限公司，用世界領(lǐng)先的通訊技術(shù)生產(chǎn)手機、對講機等無線通信設(shè)備。市場占 有率為世界第三的威泰克斯也將世界尖端的產(chǎn)品服務(wù)于中國

24、社會，于 2003 年在蘇州工業(yè) 園區(qū)設(shè)立了自己的工廠威泰克斯通訊（蘇州）有限公司。全球民用對講機產(chǎn)銷巨頭 豪發(fā)，用國際通訊領(lǐng)域 20 年的資歷和品牌，在我國以 99 元的零售低價推出對講機培育 民用對講機市場。tekk 也將眼光轉(zhuǎn)向了中國，2005 年 3 月正式將制造基地從韓國搬到 了深圳，從而開始了 tekk 對講機在中國生產(chǎn)，服務(wù)中國用戶的歷程。南方貝爾也進入 中國與深圳諾德實業(yè)有限公司合作開拓民用對講機市場。威泰克斯公司在蘇州獨資設(shè)立 了自己的工廠后，形成了與摩托羅拉公司相抗衡的在中國生產(chǎn)對講機的雙架馬車，生產(chǎn) 廣泛應(yīng)用于作為社會基礎(chǔ)的警察、消防、救護、石油化工和民用的建筑施工、物業(yè)

25、管理、 酒店餐廳、商場學(xué)校等領(lǐng)域的無線對講機。 對講機市場的迅猛發(fā)展，也從側(cè)面反映出我國國民經(jīng)濟有了高速發(fā)展。今天我國已 是世界移動通信第一大國，但由于我國人口達 13 億之多，我國每百人擁有量仍處于較低 水平，這一反差巨大的情況既說明我國在發(fā)展移動通信方面取得了巨大的成就，也預(yù)示 了今后發(fā)展我國對講機方面有著廣闊的空間和美好的前景，隨著建筑業(yè)、交通業(yè)、石油 化工等產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，對講機的需求量將越來越大，對講機市場容量將進一步擴大。 我國對講機總的發(fā)展趨勢，將加速提高對講機產(chǎn)品的技術(shù)含量，朝著智能化、個性化、 輕巧型的方向發(fā)展，朝著民用的方向發(fā)展。品牌的東西不僅好在“形”，更在“神”，而這種

26、 說不清楚的“神”就是由設(shè)計水平?jīng)Q定的。因此，自主研發(fā)、科技創(chuàng)新把國內(nèi)的民用對講機 市場培育起來，也是我國對講機制造業(yè)的一項重要任務(wù)，這樣自然就有了進一步提高和 創(chuàng)新的基礎(chǔ)。 。 第二章 無線對講機系統(tǒng) 2.1 無線對講機基帶信號處理單元結(jié)構(gòu) 如圖 2-1 所示為單工無線對講機總體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。它包括基帶信號處理單元和射頻 信號處理單元兩部分。射頻部分可由專用芯片完成，本文只闡述基帶信號的數(shù)字傳輸 設(shè)計，包括為射頻芯片發(fā)射部分提供語音數(shù)字輸入，從射頻芯片接收部分接收數(shù)字輸 出并還原出語音信號。由于采用單工方式通信，在同一時刻只能單方向傳送信息。當 a 方按下發(fā)送按鍵時，發(fā)信機與天線相連接而處于發(fā)送

27、狀態(tài)，b 方則應(yīng)使天線與收信 機相連接而處于接收狀態(tài)，構(gòu)成由 a 到 b 的單向通信鏈路。要使信息反向傳送，則需 要雙方改變原來的收發(fā)狀態(tài)?？紤]到 a，b 雙方的收發(fā)機完全相同，而本文不涉及射 頻部分，為減少工作量，只設(shè)計一對收發(fā)機進行基帶通信，簡化后總體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 2-2 所示。 圖 2-1 單工無線對講機總體系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 圖 2-2 單工無線對講機基帶傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 2.2 基帶傳輸系統(tǒng) 2.2.1 基帶發(fā)送部分的構(gòu)成 基帶發(fā)送部分由語音前置放大、抗混疊濾波、a/d 轉(zhuǎn)換和基帶串行發(fā)送四部分組 成。如圖 2-3 所示。 語音前置放大抗混疊濾波a/d 轉(zhuǎn)換基帶串行發(fā)送 圖 2-3 基帶發(fā)送部分的

28、構(gòu)成 2.2.2 基帶接收部分的構(gòu)成 基帶接收部分由基帶串行接收、d/a 轉(zhuǎn)換、平滑濾波和功率放大四部分組成。如 圖 1-4 所示。 基帶串行接收d/a 轉(zhuǎn)換平滑濾波功率放大 圖 1-3 基帶接收部分的構(gòu)成 第三章 系統(tǒng)總體設(shè)計 3.1 系統(tǒng)概述及本人完成的工作 本系統(tǒng)采用了以 t6668、ad73311、rf2401 及單片機 at89c51 通過控制來實現(xiàn)實 時語音的數(shù)字化存儲與回放，主要以低通濾波器、放大電路.t6668、ad73311 等硬件電 路組成。語音通信在數(shù)字通信中占有十分重要的地位，本次設(shè)計所介紹的 t6668 和 ad73311 所構(gòu)成的數(shù)據(jù)壓縮方法以及 rf2401 的無

29、線傳輸功能，不但可以節(jié)約存儲資源， 而且能夠減小對通信帶寬的需求。 ad73311 還是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，內(nèi)含五個 8 位控制寄存器 cracre,用于設(shè)定工作狀態(tài)， 控制輸入輸出。ad73311 通過串行口與處理器接口，傳送的是 16 位數(shù)據(jù)，有五種工作模 式，分別為：程序模式、數(shù)據(jù)模式、混合模式、模擬環(huán)路模式、數(shù)字環(huán)路模式。其中前 三種是正常的工作模式，后兩種是調(diào)試模式，僅在調(diào)試時使用。五種工作模式由內(nèi)部的 控制寄存器 a 中的四位（cra03）控制。 3.2 系統(tǒng)總體論證 在本次設(shè)計過程中，主要設(shè)計電力載波數(shù)字對講系統(tǒng)，基于惡劣電力網(wǎng)環(huán)境的低壓 電力載波技術(shù)得到充分的應(yīng)用，同時應(yīng)用單片機進行人

30、機交互的控制。通過加以技術(shù)改 進實現(xiàn)廣播通信.遠程調(diào)度等應(yīng)用。 首先在進行點對點半雙工通信和廣播通信時，通過麥克風輸入語音信號，而在此過 程中首先經(jīng)過 rc 濾波電路，經(jīng)過濾波以后，送入 ad73311 芯片，而此芯片集抽樣.量化.編 碼于一身，將模擬信號轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)字編碼，由于二進制數(shù)字編碼位數(shù)較多，其必須 進行壓縮，則此過程最理想的電路結(jié)構(gòu)就是采用新型語音壓縮編解碼器，既 ambe2000。而由 ambe2000 和 ad73311 構(gòu)成的語音采樣，壓縮，解壓縮實用電路是整 個設(shè)計方案中最佳的組合。其中 ad73311 是 adi 公司的一種聲碼器芯片，將 a/d 轉(zhuǎn)換 和 d/a 轉(zhuǎn)換

31、集于一身，而用 ad73311 來構(gòu)成電路設(shè)計的采樣和模數(shù)轉(zhuǎn)換及數(shù)模轉(zhuǎn)換，而 它的采樣速率可以達到 32khz。16 位采樣數(shù)據(jù)，且具有較好的聲音質(zhì)量，再配合 ambe2000 使用過程中可取得良好的效果，還可以通過軟件對 ambe2000 和 ad73311 進 行重新設(shè)置，因此在本設(shè)計中使用 ambe2000 和 ad73311 的結(jié)合，將使語音采樣.壓縮. 解壓縮的過程十分方便，使用十分靈活。在完成對模擬信號的采樣.壓縮.解壓縮的過程 以后，ambe2000 將數(shù)據(jù)送到單片機 8051 中。 3.3 系統(tǒng)方案設(shè)計及選擇 在上述設(shè)計過程中對提出的兩種方案進行比較分析，其主要區(qū)別在于 a/d

32、 轉(zhuǎn)換和 d/a 轉(zhuǎn)換及片外數(shù)據(jù)存儲器的不同。就其分析結(jié)果如下。在方案一中對語音轉(zhuǎn)換采用 a/d 轉(zhuǎn) 換芯片，同時對對方送來的數(shù)字信號進行 d/a 轉(zhuǎn)換芯片，采用兩塊芯片。在將信號轉(zhuǎn)換 完成后，通過芯片 ambe2000 的壓縮及解壓縮送入單片機 at89c51，在經(jīng)片外數(shù)據(jù)存儲 器的暫時存放，等待下一級 at89c51 的響應(yīng)，當 at89c51 響應(yīng)后，將數(shù)據(jù)從片外數(shù)據(jù) 存儲器中取出，再送給輸出通道。而在方案二中，重點克服了方案一的缺陷，采用了比 較好的芯片，尤其在 a/d 和 d/a 轉(zhuǎn)換過程中，采用了一個芯片 ad73311，ad73311 最 大的優(yōu)點在于將 a/d、d/a 轉(zhuǎn)換集于

33、一身，使其在實際中對硬件電路的要求降低了，而且 也在成本上有很大的優(yōu)勢，所以在 a/d、d/a 的轉(zhuǎn)換過程中系統(tǒng)設(shè)計采用芯片 ad73311。 對于方案一中采用兩塊片外數(shù)據(jù)存儲器，其帶來的后果與采用 a/d.d/a 兩塊芯片是 一樣的。所以方案二也采用一塊芯片，雙口 ram，這樣不但給硬件部分帶來很多方便， 而且給軟件方面尤其是單片機識別地址過程中更是方便。這樣通過對上述兩種方案的論 證分析，采用第二種方案是最佳的。 在這個設(shè)計階段，我們小組將整個系統(tǒng)分解成多個子系統(tǒng)，分別有：語音信號采集 系統(tǒng)a/d 和 d/a 轉(zhuǎn)換模塊接口模塊語音壓縮、解壓縮模塊、無線傳輸系統(tǒng)及信號 控制模塊。分開的多個子

34、系統(tǒng)盡量采用通用的接口，同時需要考慮各個子系統(tǒng)的接口信 號的定義時序電壓范圍以及阻抗匹配等問題。 對各個子系統(tǒng)及實現(xiàn)方略的初步考慮分別做一說明。 （1） a/d 轉(zhuǎn)換模塊 由于數(shù)字化語音是以 8khz 的抽樣頻率對 0.33.4khz 帶寬的話 音信號進行采樣，然后按 13 折線 a 律方式壓縮編碼，每個樣值編 8 位，形成 每路數(shù)字語音信號的速率為 64kb/s?？梢赃x用的 a/d 和 d/a 的型號很多，在此 設(shè)計中我們采用 ad73311 芯片對模擬信號進行數(shù)字化處理。 （2） 由于語音壓縮率為 32:1，數(shù)字語音波特率2.4kbps，我們選擇了 t6668 對數(shù)字 語音進行壓縮編碼，其

35、壓縮數(shù)據(jù)率在 2kbps 9.6kbps 范圍內(nèi)可調(diào)。當速率在 4kbps 以上時，可得到接近長途電話的語音質(zhì)量；當速率為 2kbps 時，仍然具 有較高的可懂度和自然度。 （3） 語音回放時，須將已存儲的數(shù)字化語音信號的數(shù)據(jù)，經(jīng)過 d/a 變換器恢復(fù)為模 擬語音信號。 （4） 對整個系統(tǒng)控制中我們選用單片機 at89c51。 （5） 對于方案一中采用兩塊片外數(shù)據(jù)存儲器，其帶來的后果與采用 a/d.d/a 兩塊芯 片是一樣的。 （6）完成后，通過芯片 ambe2000 的壓縮及解壓縮送入單片機 at89c51，在經(jīng)片外 數(shù)據(jù)存儲器的暫時存放，等待下一級 at89c51 的響應(yīng)，當 at89c5

36、1 響應(yīng)后，將數(shù)據(jù) 從片外數(shù)據(jù)存儲器中取出，再送給輸出通道。而在方案二中，重點克服了方案一的缺 陷，采用了比較好的芯片，尤其在 a/d 和 d/a 轉(zhuǎn)換過程中，采用了一個芯片 ad73311，ad73311 最大的優(yōu)點在于將 a/d、d/a 轉(zhuǎn)換集于一身，使其在實際中對硬 件電路的要求降低了，而且也在成本上有很大的優(yōu)勢，所以在 a/d、d/a 的轉(zhuǎn)換過程 中系統(tǒng)設(shè)計采用芯片 ad73311。 3.4 系統(tǒng)組成 本系統(tǒng)由 t6668，ad73311，rf2401 等組成，如下圖所示： 3.5 工作原理 模擬的語音信號經(jīng)過a/d轉(zhuǎn)換后變成數(shù)字信號，經(jīng)ad73311送到t6668。而t6668將送

37、過來的二進制數(shù)字信號經(jīng)過采樣、壓縮成數(shù)據(jù)包的形式后，送單片機at89c51的p2.2口同 時由十六分頻器分頻后將clk信號送向rxd端， ，當單片機接收到信號后，通過軟件識別。 并由雙口ram將其數(shù)據(jù)存儲后等待下一級單片機的響應(yīng)，在完成這些后，采用異步串行 通信方式3與擴頻通信芯片sc1128進行全雙工通信，再送到電力接口電路，經(jīng)過耦合、放 大、濾波送至低壓電力線上，而在此耦合過程中，發(fā)送和接收共用一個耦合變壓器。由 于t6668每20ms產(chǎn)生一個數(shù)據(jù)包，用1ms發(fā),9ms收。其對方也是一樣，所以在下一個數(shù)據(jù) 包產(chǎn)生的過程中將會實現(xiàn)一次全雙工通信。再經(jīng)上述的相反過程經(jīng)t6668的解碼，還原出

38、二進制數(shù)字信號，再經(jīng)ad73311的數(shù)模轉(zhuǎn)換并將轉(zhuǎn)換成模擬的語音信號，通過放大后經(jīng)揚 聲器播出，既可實現(xiàn)所有用戶的點對點的通信和廣播。 第四章 t6668、rf2401和單片機8051的接口電路 t6668 和單片機 8051 的接口電路所下圖所示： 無線接收與發(fā)射電路 nrf_cs nrf_pwr_up nrf_ce nrf_clk2 nrf_clk1 nrf_dr2 nrf_dr1 nrf_dout2 nrf_data rfio p2.0 p2.1 p2.2 3.3v 10nf c32 1nf c3322k r96 2.2nf c37 4.7pf c38 33nf c34 1m r97 1

39、2 16mhz y3 xtal 2.2pf c41 4.7pf c42 1pf c40 1pf c39 22pf c35 22pf c36 ce 1 dr2 2 clk2 3 dout2 4 cs 5 dr1 6 clk1 7 data 8 dvdd 9 vss 10 xc2 11 xc1 12 vdd_pa 13 ant1 14 ant2 15 vss_pa 16 vdd 17 vss 18 iref 19 vss 20 vdd 21 vss 22 pwr_up 23 vdd 24 u15 nrf2041 3.3nh l5 5.6nh l3 10nh l6 5.6nh l4 rfio ant

40、enna da2 clk2 dout2 p3.7 p2.3 p2.4 第五章 軟件仿真和調(diào)試 5.1 基帶發(fā)送部分的仿真和調(diào)試基帶發(fā)送部分的仿真和調(diào)試 基帶發(fā)送部分的仿真和調(diào)試包括前置放大電路的仿真和調(diào)試、抗混疊濾波器的仿 真和調(diào)試、a/d 轉(zhuǎn)換電路的仿真和調(diào)試、基帶串行發(fā)送的仿真和調(diào)試四部分。 5.1.1 前置放大電路的仿真和調(diào)試前置放大電路的仿真和調(diào)試 （1） isis 軟件仿真電路 用 ne5532 作單級的語音前置放大器，其仿真電路如圖 5-1 所示。 圖 5-1 前置放大器的仿真電路 （2） isis 軟件仿真結(jié)果 用 ne5532 作單級的語音前置放大器，其仿真結(jié)果如表 5-1 所

41、示。 表 5-1 前置放大器的仿真 vin(mv- pp) f(hz)vo (v-pp)avo=vo/vinav|db= 20*lg(av/avmax) 201.470-3 20021000 2k21000 20 10k1.470-3 其大致的幅頻特性曲線如圖 5-2 所示。 圖 5-2 前置放大器的仿真幅頻特性曲線 5.1.2 抗混疊濾波器的仿真和調(diào)試抗混疊濾波器的仿真和調(diào)試 （1）isis 軟件仿真電路 用 ua741 作抗混疊濾波器，其仿真電路如圖 5-3 所示。 圖 5-3 抗混疊濾波器的仿真電路 （2）isis 軟件仿真結(jié)果 用 ua741 作抗混疊濾波器，其仿真結(jié)果如圖 5-3 所

42、示。 表 3-2 前置放大器的仿真 vin(mv- pp) f(hz)vo (mv- pp) avo=vo/vinav|db= 20*lg(av/avmax) 040020200 1k40020 3.4k2701.35-3.4 10k400.2-13.9 大致的幅頻特性曲線如圖 5-4 所示。 圖 3-4 抗混疊濾波器的仿真幅頻特性曲線 （4）由于抗混疊濾波器與平滑濾波器設(shè)計相同，其仿真結(jié)果也一樣。 5.1.3 a/d轉(zhuǎn)換電路的仿真和調(diào)試轉(zhuǎn)換電路的仿真和調(diào)試 （1）程序方案 pic16f8 77a 單片機先 a/d 轉(zhuǎn)換，后由 spi 主模式傳輸 8 位 ad 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。在定時器 0 計數(shù)期間

43、，a/d 采樣開關(guān)閉合，當定時器 0 產(chǎn)生溢出中斷后，在中斷程序中先進行 a/d 轉(zhuǎn)換，得到 10 位數(shù)字量，按左對齊放于寄存器 adresh 和 adresl 的低 2 位，只取存 放高 8 位 ad 結(jié)果的 adresh 中的采樣值存入 sspbuf，從而實現(xiàn)發(fā)送。其時序圖如圖 5-5 所示。 圖 5-5 a/d 轉(zhuǎn)換電路和基帶串行發(fā)送的時序圖 （2）程序代碼 #include /采用 pic16f877a 的 spi 主模式傳輸 8 位的 ad 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù) /spi 主模式下只要向 sspbuf 存入數(shù)據(jù)，就可由 sdo 串行輸出 /在中斷中進行 a/d 轉(zhuǎn)換并將結(jié)果放入 sspbuf，從

44、而直接發(fā)送 void interrupt usart_seve() t0if=0; adgo=1; /ad 轉(zhuǎn)換開始 wait: if(adif=0) goto wait; sspbuf=adresh;/串行發(fā)送 a/d 數(shù)據(jù) adif=0;/a/d 轉(zhuǎn)換結(jié)束，重新閉合采樣開關(guān) tmr0=0 xc8;/計時器重新計時 main() trisc3=0;/rc3 為輸出作 sck trisc5=0;/rc5 為輸出作 sdo trisc4=1;/rc4 為輸入作 sdi sspcon=0x31; sspstat=0 x40; intcon=0 xe0; option=0 x00; adcon0=0

45、x41;/選擇通道 an0 為模擬輸入,無外接基準電壓；ad 轉(zhuǎn)換時鐘為 8 分頻; 接通 ad 轉(zhuǎn)換的電源； adcon1=0x0e;/選擇采樣數(shù)據(jù)左對齊,an0 為模擬輸入其他為 i/o 端口 tmr0=0; loop:goto loop; （3）仿真電路 從 ra0 輸入 4.5v 直流電，在參考電壓 5v 情況下運行 a/d 轉(zhuǎn)換，而后由 spi 模式下的 sdo 口輸出。 圖 5-6 a/d 轉(zhuǎn)換電路和基帶串行發(fā)送的仿真電路圖 （3） 仿真結(jié)果 圖 5-7 a/d 轉(zhuǎn)換電路和基帶串行發(fā)送的仿真結(jié)果 測得相鄰兩次串行發(fā)送 ad 數(shù)據(jù)時間間隔為 150us，需優(yōu)化發(fā)送時序圖，縮短發(fā)送時延

46、。 5.1.4 基帶串行發(fā)送設(shè)計的仿真和調(diào)試基帶串行發(fā)送設(shè)計的仿真和調(diào)試 （1）程序方案 a 用 8 位 timer0 計數(shù)器定時，每 125us 產(chǎn)生中斷信號，在中斷程序中利用 spi 模式讀取 采樣值串行輸出。pic 的 fosc=4mhz，timer0 的計數(shù)周期為 fosc/4=1mhz，取 timer0 的最小分頻比 1：2，則 timer0 計數(shù)周期為 1/（fosc/4/2）=2us，計數(shù)初值 tmr0 計算公式如下：（256-tmr0）*2us125us，取 tmr0=200=0xc8。 b 開辟緩沖區(qū)用于存放 a/d 轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)。 c 初始化 timer0 和 spi，包括開

47、 timer0 中斷，使能 spi 的串口引腳 sck，sdo，sdi 等。 d 寫入 timer0 初值 tmr0=0xc8，從而啟動 timer0，等待計數(shù)溢出中斷。 e 在中斷程序中讀取緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)寫入 sspbuf 中，即可直接將數(shù)據(jù)由 sdo 輸出。 （2）程序流程圖 圖 5-8 基帶串行發(fā)送流程圖 （3）程序代碼 #include int i=0; int t_temp8=0 xff,0 xff,0 xff,0 xff,0 xff,0 xff,0 xff,0 xff;/緩沖區(qū)放 8 個數(shù)據(jù)測試 void interrupt usart_seve() t0if=0;tmr0=0 x

48、c8; sspbuf=t_tempi;/寫入存放在緩沖區(qū)的 a/d 采樣數(shù)據(jù)直接串行輸出 i+; main() trisc3=0;/rc3 為輸出作 sck trisc5=0;/rc5 為輸出作 sdo trisc4=1;/rc4 為輸入作 sdi sspcon=0x31; sspstat=0 x40;/使能 spi 的各端口，設(shè)定串行速率為 fosc/4=1mbps intcon=0 xe0;/使能 timer0 中斷 t0ie 及全局中斷 gie option=0 x00;/ 設(shè)定分頻比為 1：2 tmr0=0;/寫入初值啟動 timer0 loop:if(i=8)i=0; goto lo

49、op; （4）仿真電路 pic 的 rc5 即為 spi 的串行輸出口 sdo，可觀察串行輸出結(jié)果。 圖 3-9 基帶串行發(fā)送仿真電路 （4）仿真結(jié)果 圖 3-10 基帶串行發(fā)送仿真結(jié)果 觀察可知兩次串行輸出 8 個“1”的時間間隔約為 125us，初步達到串行通信要求。 5.2 基帶接收部分的仿真和調(diào)試基帶接收部分的仿真和調(diào)試 基帶發(fā)送部分的仿真和調(diào)試包括基帶串行接收的仿真和調(diào)試、d/a 轉(zhuǎn)換電路的仿真和 調(diào)試、平滑濾波器的仿真和調(diào)試、功率放大器的仿真和調(diào)試。 5.2.1 基帶串行接收的仿真和調(diào)試的仿真和調(diào)試 （1）程序方案 a u1 作發(fā)送，u2 作接收 b 在 spi 主模式下，u1 將

50、緩沖區(qū)數(shù)據(jù)由 sdo 口輸出，并由 sck 口發(fā)送時鐘信號，u2 的 sck 口接收 u1 的時鐘信號，并按 u1 時鐘由 sdi 接收 u1 的 sdo 口輸出的數(shù)據(jù)，然 后由 rb7-rb0 并行輸出。 （2）仿真電路 圖 5-11 基帶串行接收仿真電路 （3）仿真結(jié)果 圖 3-12 基帶串行接收仿真結(jié)果 sdo 發(fā)送數(shù)據(jù)為 0xaa，高兩位分別為 1、0，rb7、rb6 經(jīng)過延時在 t 時刻分別為 1、0，實現(xiàn)了串行通信。 （2）程序代碼 u1 代碼代碼 #include /程序目的：采用 pic16f877a 的 spi 主模式傳輸 8 位的 ad 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù) /spi 主模式下只要向

51、sspbuf 緩沖器存入數(shù)據(jù)，就可自動進入移位寄存器 sspsr， /最后由 sdo 串行輸出 /數(shù)據(jù)存入 sspbuf 緩沖器后，補充 rc4 產(chǎn)生下跳變（可修改為上跳變） ， /通知 nrf2401 接收數(shù)據(jù)。 /仿真顯示，bit7 傳送的初始階段，rc4 及時產(chǎn)生下跳變，達到了預(yù)期效果。 /存在問題，數(shù)據(jù)放入 sspbuf 以后，不能將 sspif 置位 int i=0; int j=0; int t_temp8=0 xaa,0 xff,0 xaa,0 xff,0 xaa,0 xff,0 xaa,0 xff;/緩沖區(qū)放 8 個數(shù)據(jù)測試 void interrupt usart_seve(

52、) t0if=0;tmr0=0 xc8; sspbuf=t_tempi; rc4=0;/數(shù)據(jù)存入 sspbuf 緩沖器后，補充 rc4 產(chǎn)生下跳變（可修改為上跳變） for(j=0;j1;j+)/使 rc4=0 延時一段時間，再回主程序上跳變?yōu)?1 i+; i-; i+; main() trisc3=0;/rc3 為輸出作 sck trisc5=0;/rc5 為輸出作 sdo trisc4=0;/rc4 為 io 輸出，不作串行口的 sdi 引腳 sspcon=0x31; sspstat=0 x40; intcon=0 xe0; option=0 x00; tmr0=0; loop:if(i=

53、8)i=0;rc4=1; goto loop; u2 代碼代碼 #include /采用 pic16f877a 的 spi 從主模式接收 8 位的 ad 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù) /spi 從模式下按輸入的 sck 時鐘由 sdi 串行輸入 8bit 數(shù)據(jù),然后存入 sspbuf /將 sspbuf 內(nèi)數(shù)據(jù)送至 portb 并行輸出從而進行 da 轉(zhuǎn)換 void interrupt usart_seve() sspif=0; portb=sspbuf;/并行輸出 8 位數(shù)字量 main() trisb=0;/并行輸出數(shù)字量以供 da 轉(zhuǎn)換 trisc3=1;/rc3 為輸入作 sck，說明是從模式 trisc

54、5=0;/rc5 為輸出作 sdo trisc4=1;/rc4 為輸入作 sdi sspcon=0x35;/選擇從動模式，使能/ss sspstat=0 x40;/每比特數(shù)據(jù)輸出的中間時刻采樣，sck 下降沿輸出下一比特數(shù)據(jù) intcon=0 xe0;/使能外圍中斷 sspie=1;sspif=0; loop: goto loop; 5.2.2 d/a轉(zhuǎn)換電路的仿真和調(diào)試轉(zhuǎn)換電路的仿真和調(diào)試 （1）程序目的 測試 dac0832 在直通方式下的接線方式是否正確及轉(zhuǎn)換速率 （2）程序代碼 /仿真目的：測試 dac0832 直通方式連接是否正確，是否可以進行 da 轉(zhuǎn)化 /定時輸出 0 xff 和

55、 0 x00，如此循環(huán)，觀察 dac0832 是否輸出占空比 50%的 5v 方波信號 #include unsigned int table=0 xff; void interrupt da_serve() t0if=0; tmr0=0 xc8;/定時周期（ff-c8）*（1/（fosc/8） ）=55*2us=110us table=table;/按位取反，得到反相信號 void main() trisc=0; intcon=0 xa0; option=0 x00;/初始化 rc 作輸出，使能 timer0 tmr0=0;/寫入 timer0 初值 tmr0 啟動定時器 while(1)

56、portc=table;/并行輸出 8 位數(shù)字量供 dac0832 進行 da 轉(zhuǎn)換 （3）仿真電路 圖 5-13 dac0832 在直通方式下的仿真電路 （4）仿真結(jié)果 圖 5-14 dac0832 在直通方式下的仿真結(jié)果 rc7-rc0 并行輸出 0xff,0x00,每個口輸出 1bit 時間均為 120us 略大于高定的 110us，dac0832 反相還原出周期為 110us*2=220us，占空比為 50%，幅值 5v 方波信號。 與 3.1.2 抗混疊濾波器的仿真和調(diào)試相同 5.3 基帶系統(tǒng)整體仿真和調(diào)試基帶系統(tǒng)整體仿真和調(diào)試 （1）程序方案 u1 采用 an0 作模擬通道，而 a

57、n3、an2 接5v 基準電壓作 ad 轉(zhuǎn)換參考電壓。然后在 spi 主模式下，輸出 sck 時鐘信號，按該時鐘由 sdo 口將 ad 信號串行輸出。u2 處在 spi 從模式，接收 u1 的時鐘信號，按其時鐘由 sdi 串行輸入 ad 信號，而后由 rb7-rb0 并行輸出給 dac0832。dac0832 采用直通方式，即時將數(shù)字信號轉(zhuǎn)為模擬信號。 （2）仿真電路 圖 5-16 基帶系統(tǒng)整體仿真電路 （2）仿真結(jié)果 圖 5-17 基帶系統(tǒng)整體仿真結(jié)果 輸入 3khz 峰峰值為 5v 的正弦波，輸出結(jié)果與輸入基本一致，但不夠平滑，加入平滑濾 波器改善波形，改進后仿真電路如圖 5-18 所示，

58、仿真結(jié)果如圖 5-19 所示。 圖 5-18 基帶系統(tǒng)整體仿真電路（改進后） 圖 5-19 基帶系統(tǒng)整體仿真結(jié)果（改進后） 結(jié)論 本系統(tǒng)采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù),充分利用其成本低和耗能低的特點,完成了環(huán)境監(jiān)測 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集終端的實現(xiàn)。解決了原有技術(shù)方案成本高、難以布線和維護、對環(huán)境破 壞大等缺點。同時,該系統(tǒng)有很好的擴展性。只要加上相應(yīng)的傳感器就可以廣泛應(yīng)用于遠 程控制和自動控制,嵌入各種設(shè)備可望實現(xiàn)更多的功能。如溫室大棚的環(huán)境參數(shù)監(jiān)測、空 調(diào)系統(tǒng)的溫度控制、照明的自動控制、家用電器的遠程控制、火災(zāi)監(jiān)測和煙霧探測等。 目前市場上的近距離無線通信技術(shù)有很多種，如無線局域網(wǎng)wifi、藍牙 irda

59、、uwb、rf等。經(jīng)過市場調(diào)研，發(fā)現(xiàn)zigbee無線通信技術(shù)在在無線傳感網(wǎng)絡(luò)中占 有廣泛的市場，具有低功耗、數(shù)據(jù)傳輸可靠、網(wǎng)絡(luò)容量大、兼容性強、安全性高、成本 低等特點。本設(shè)計采用了zigbee技術(shù)實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)的搭建。經(jīng)過反復(fù)的測試，本設(shè)計中 的無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點通信平臺已經(jīng)可以穩(wěn)定的運行，并且有較好的可靠性和擴展性。 本設(shè)計分析了zigbee的特點和技術(shù)規(guī)范，對組網(wǎng)方式進行了深入的研究。提出了一 種可以在環(huán)境監(jiān)控中應(yīng)用的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計方案，分析了傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的硬 件和軟件，可以用于監(jiān)測聲音信號，光照強度，溫濕度等多種環(huán)境參數(shù)，完成環(huán)境參數(shù) 的連續(xù)檢測和把數(shù)據(jù)實時發(fā)送到中心節(jié)點中。完成了z

60、igbee無線網(wǎng)絡(luò)通信平臺的搭建， 實現(xiàn)了小型的zigbee 星型網(wǎng)和網(wǎng)狀網(wǎng)，串口觀測，表明傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù)通過此網(wǎng)絡(luò) 可以順利到達中心節(jié)點。 考慮到系統(tǒng)的擴展問題，把微控制器的所有都引出，一方面方便調(diào)試，另一 方面便于以后的功能擴展。由于使用的傳感器種類較多，不可能對每個傳感器節(jié)點都開 發(fā)一套全新的硬件系統(tǒng)，固合理的分配的微處理器資源，硬件部分分為模塊化布置，選 用及插及拔的器件和傳感器，通過標準接口自由組合。對于需復(fù)用的微處理器資源，軟 件上采用設(shè)計合理的時間管理機制，分配使用微處理器資源，實現(xiàn)功能。目前搭建的平 臺主要適用于倉庫環(huán)境監(jiān)控，因為它采用的是外部電源供電。 由于時間原因，很多預(yù)