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基于無線收發(fā)數(shù)傳模塊PTR2030的溫度測控系統(tǒng)設(shè)計
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   摘要:PTR2030是超小型、超低功耗、高速率的無線數(shù)傳MODEM模塊。它性能優(yōu)異,是目前低功率無線數(shù)傳應(yīng)用方面的理想器件。文中介紹了PTR2030的主要特點(diǎn)、引腳功能、軟件設(shè)計、硬件連接方法及具體應(yīng)用電路。

      關(guān)鍵詞:無線數(shù)傳;MODEM;PTR2030

 。备攀

  由于目前無線收發(fā)模塊的種類較多,因此如何在設(shè)計中選擇所需要的模塊顯得非常關(guān)鍵,正確的選擇可以少走彎路,降低成本,更快的將產(chǎn)品推向市場。本文介紹的新型無線收發(fā)模塊PTR2030就是一種超小型、超低功耗、高速率的無線數(shù)傳MODEM。它采用串口傳輸,應(yīng)用及編程非常簡單,傳送的效率很高,而且所需的外圍元件少,產(chǎn)品開發(fā)成本低,功耗低,管腳少,封裝小,因而有利于減小PCB板面積和降低成本。

 。校裕遥玻埃常坝蓡危桑媒M合而成,它采用FSK調(diào)制,而且接收發(fā)射合一,因而抗干擾能力很強(qiáng);由于采用標(biāo)準(zhǔn)的DIP引腳間距,因此更適合嵌入式設(shè)備。另外,它采用低發(fā)射功率、高靈敏度設(shè)計,可滿足無線管制的要求且無需使用許可證,是目前低功率無線數(shù)傳的理想選擇。PTR2030的主要特性如下:

  ●接收發(fā)射合一;

  ●工作頻率為國際通用的315MHz數(shù)傳頻段;

  ●采用FSK調(diào)制方式,抗干擾能力強(qiáng),特別適合工業(yè)控制場合;

  ●采用頻率合成技術(shù),頻率穩(wěn)定性極好;

  ●靈敏度高達(dá)-105dBm;

  ●最大發(fā)射功率為+10dBm;

  ●工作電壓低(2.7V~3.3V),功耗小,待機(jī)狀態(tài)電流僅為8μA;

  ●工作速率最高可達(dá)20kbit/s(也可在較低速率下工作如9600bps);

  ●超小體積;

  ●可直接與單片機(jī)串口相連,編程非常方便;

  ●由于采用了低發(fā)射功率、高接收靈敏度設(shè)計,使用時無需申請許可證;

  ●標(biāo)準(zhǔn)的DIP引腳間距更適合于嵌入式設(shè)備。

 。玻校裕遥玻埃常暗囊_功能

 。校裕遥玻埃常澳K的引腳圖如圖1所示。各引腳的功能如下:

  VCC:正電源,范圍為2.7~3.3V;

 。茫樱侯l道選擇端,必須設(shè)為高(即CS=1),即選擇工作頻道為315MHz;

 。模希簲(shù)據(jù)輸出端;

 。模桑簲(shù)據(jù)輸入端;

  GND:電源地;

 。校祝遥汗(jié)能控制端,PWR為1時,為正常工作狀態(tài);PWR為0時,為待機(jī)微功耗狀態(tài);

 。裕兀牛危喊l(fā)射接收控制端,TXEN為1時,模塊為發(fā)射狀態(tài);TXEN為0時,模塊為接收狀態(tài)。

 。常校裕遥玻埃常暗能浖幊

  在軟件編程過程中,對PTR2030的工作模式和工作頻道的選擇尤為重要,表1給出了該模塊的工作模式控制及工作頻道的選擇方式。

  表1 模塊工作模式控制及工作頻道選擇表

  模塊引腳輸入電平 模塊狀態(tài)

  TXEM CS PWR 

  0 1 1 接收

  0 1 1 接收

  1 1 1 發(fā)射

  1 1 1 發(fā)射

  X X 0 待機(jī)

  PTR2030的通信速率最高為20kbit/s,也可工作在其它速率如4800bps、9600bps下。實(shí)際上,使用時無需設(shè)置PTR2030的工作速率。

  在發(fā)送數(shù)據(jù)之前,一般應(yīng)將模塊置于發(fā)射模式,即置TXEN為1,然后在等待至少5ms后(接收到發(fā)射的轉(zhuǎn)換時間需要)才可以發(fā)送任意長度的數(shù)據(jù)。發(fā)送結(jié)束后,應(yīng)將模塊置于接收狀態(tài)即置TXEN為0。發(fā)射到接收的轉(zhuǎn)換時間為5ms。

  接收時,應(yīng)將PTR2030置于接收狀態(tài)即置TX-EN為0,接收到的數(shù)據(jù)可直接送到單片機(jī)串口或經(jīng)電平轉(zhuǎn)換后再送到計算機(jī)。

  當(dāng)PWR為0時PTR2030將進(jìn)入節(jié)電待機(jī)模式,此時的待機(jī)功耗電流大約為8μA。待機(jī)模式下,一般不能接收和發(fā)射數(shù)據(jù)。

 。 PTR2030在溫度測控系統(tǒng)中的應(yīng)用

  用PTR2030可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的點(diǎn)對點(diǎn)傳輸,也可構(gòu)成點(diǎn)對多點(diǎn)的雙向數(shù)據(jù)傳輸通道。圖2所示是PTR2030用于溫度測控系統(tǒng)中的電路圖。

  在該系統(tǒng)中,PTR2030可將溫度傳感器采集到的溫度數(shù)據(jù)傳送給計算機(jī),同時將計算機(jī)發(fā)出的控制信號傳送給單片機(jī),從而實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與計算機(jī)之間的無線數(shù)據(jù)通訊。PTR2030可直接接單片機(jī)的串口或I/O口。連接時,PTR2030無線MODEM的DI端應(yīng)接單片機(jī)串口的發(fā)送端DO端應(yīng)接單片機(jī)串口的接收端。利用單片機(jī)的I/O可以控制模塊的發(fā)射、頻道轉(zhuǎn)換和低功耗模式。PTR2030與計算機(jī)相連時,必須經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換來將TTL電平轉(zhuǎn)換為RS232電平。電平轉(zhuǎn)換可選用一片MAX232來完成。

      基于無線收發(fā)模塊的特點(diǎn) 在對系統(tǒng)進(jìn)行軟件設(shè)計時,應(yīng)該特別注意通信協(xié)議的制定及糾檢錯的處理。無信號時,PTR2030的串口輸出為隨機(jī)數(shù)據(jù),所以協(xié)議的第一件事就是要能夠識別噪聲和有效數(shù)據(jù)。通過測試和試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),0xFF后跟0x00在噪聲中不容易發(fā)生,因此,單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)可以任意內(nèi)容的字節(jié)開始(因?yàn)榈谝粋字節(jié)的數(shù)據(jù)在發(fā)送時易丟失),然后是0xFF后跟一個0x00,接收協(xié)議規(guī)定只接收以0xFF開始。并在其后跟一個0x00的數(shù)據(jù)包。

  另外應(yīng)注意數(shù)據(jù)的糾檢錯。本系統(tǒng)檢錯采用校驗(yàn)和方式糾錯采用連續(xù)傳送三次的方法。同一數(shù)據(jù)連續(xù)發(fā)送三次,然后在接收端比較三個數(shù)據(jù)中的每一位,若至少有兩個數(shù)據(jù)的該位相同,則該位為正確?傊,一個完整的無線傳輸協(xié)議為:

  [開始1][開始1][開始2][數(shù)據(jù)1][數(shù)據(jù)2][數(shù)據(jù)3][校驗(yàn)和]。

  其中開始1是0xFF,開始2是0x00,如果校驗(yàn)和正確,則說明數(shù)據(jù)傳輸完整。然后再比較數(shù)據(jù)1、數(shù)據(jù)2、數(shù)據(jù)3,取其兩個相同者給出應(yīng)答信號,如果數(shù)據(jù)本身傳輸不完整、則不應(yīng)答,系統(tǒng)會重新發(fā)送數(shù)據(jù)。

       由PTR2030構(gòu)成的系統(tǒng)可完成點(diǎn)對點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集傳輸及點(diǎn)對多點(diǎn)的雙向數(shù)據(jù)傳輸,因此PTR2030可廣泛用于遙控、遙測、無線抄表、門禁系統(tǒng)、小區(qū)傳呼、工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、無線標(biāo)簽、身份識別、非接觸RF智能卡、小型無線數(shù)據(jù)終端、安全防火系統(tǒng)、無線遙控系統(tǒng)、生物信號采集、水文氣象監(jiān)控、機(jī)器人控制、信息家電、無線232、422/485數(shù)據(jù)通信等系統(tǒng)。


 

狀 態(tài): 離線

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