1     引     言 无线技术已经成为生活中密不可分的元素，各种遥控器、无线抄表系统⋯、无线收费系统、
手机都是无线技术的典型应用．遥控器是红外线无线传输信息的代表，目前技术已经非常成 熟，简单的遥控码、模拟电路直接实现、成本低廉等都是它被广泛应用的原因．无线抄表、无线 收费等系统则是蓝牙、射频技术的应用代表，该技术已经进入成熟的实用阶段，近几年该技术 已经衍生很多实际应用．手机、遥感监控则是收费无线网络的典型代表，手机普及已经是平常 不过的事情，遥感监控是最近兴起的一门新技术，自然灾害、地质变化、水文信息等监控已逐步 兴起．
上述三种无线技术中，红外性能限制使得它只能用来傲遥控一类的简单信息控制；收费网 络除了设备本身成本较高以外。在网络使用过程中还需要付费，而且往往价格都不低，使得它 在推广中还是遇到一定的障碍；射频无线方案则是两种方案的折衷，它可以传递一定量的信 息、设备低廉、使用过程中免费，虽然它不能像收费网络那样远距离传输，但是在一定区域范围 内可以构建局域网．单片机是低功耗、性能稳定、价格低廉的控制器代表，目前该技术已经非常 成熟；因此射频加单片机构建局域信息监控非常具有实用价值．具体实现选用5l或者AVR系 列单片机【2】，无线射频选用nRF加1系列实现，这样可以构建一个价格低廉、实用价值高的无线 网络．
2硬件结构
定、信号清晰、工作环境适应性强．无线模块选用nRF40l为核心的实现电路板PI删，
PI踟是讯通科技公司用nRF401实现的一种无线模块．PI陀000模块接收发射功能合一，工
作频率采用国际通用的数传频段433M，该频段具有一定的穿透性；采用FSK调制，抗干扰能力 强，特别适合工业控制场合；采用DDs+PLL频率合成技术，频率稳定性极好，灵敏度高，达到 一105dBm。最大发射功率+10dBm；传输速率最高可达20Kbi∥8。可以适应大部分的工控场合； 低工作电压(2．7V)，功耗小，待机仅为8uA；采用低发射功率、高灵敏度接收，无需申请使用许 可证，便于民用级别产品应用．
系统整体结构如图l所示，下面各个分站具有各自的地址，在传输的信息包中有相应的分 站地址信息，主站根据包中的分站地址信息在显示器件上显示各个分站的监控信息．分站中的 A／D进行信息采集，如温度、湿度等各种信息[引，然后MCU把采集到的信息和该机器分站地址
一起打包通过IyI陀000发送到主站．
P11i2000模块对nRF40l进行了 包装，提供的外接口为串行接口[4J。 因此连线非常简单，请参照该模块的 官方文档，不再提供电路图．分站的 A／D模块根据不同的需求选择不同 的传感器，因此不提供统一的连接电 路．主站的显示器件最好选用偏大尺
寸的液晶，这样可以同时在一个屏幕 上显示多个分站信息，以便于实际使 用．上述结构的网络硬件成本非常
低，适合进行推广应用．
 
3数据传输包结构
图l  网络整体结构
网络信息传输过程中的数据包分两类，一类是分站传输给主站(上行包)，一类是主站分发 给分站(下行包)．上行包需要传输分站地址和A／D取得的信息数据，下行包需要分发轮次信 息．无线传输存在一定的误码率，因此必须在包中存有相关的校验信息，可以采用奇偶校验、 CRC校验、海明码校验等各种校验算法⋯．
下行包结构如表l所示，其中分站地址可以根据实际需要进行扩展，如果选用一个字节， 则最多支持256个分站．当然，如果机器数比较少，可以考虑只用其中的部分位数，同一个字节 中的剩余位可以拿来做校验位，可以少传输一个字节，节约带宽．控制信息字节也可以根据实 际需要省略，该字节是主站对分站的动作进行控制，也可以在其中没用的位上包含校验信息． 帧头和帧尾选用特殊字节，必须不代表任何业务意义，这样在接收端容易判断一个数据包的开
始和结束．
表1   下行包数据结构
上行包要传输分站的分站地址，用于上位机区分显示每个分站数据，同时还要传输分站相 关监测信息，因此实际使用中上行包往往比下行包信息量大．数据包格式和下行包结构大致相 同，同样含有帧头、分站地址、校验字节、帧尾，只是控制信息变为监测数据．实际应用中监测 数据往往都不是一个字节，而是几个或几十个字节信息．如一个注射机案例中，监测数据实际 为10个字节，包含速度、注射量、当前剩余量等相关信息，因此字节太多的时候有可能要相应 根据校验算法增加校验位．
4数据传输协议 一个主站对应多个分站监测信息，而每个主站只有一个无线通道，因此实际传输过程中各
个分站信息需要分时进行传送．各个分站频段和主站相同，实际传输过程中同一个时间段内只 有一个分站向主站传输数据。其他分站则处于接收状态，这样才能避免频段内部之间的相互干 扰．为了避免多个分站同时发送信息，正常状态下每个分站都必须处于接收信息状态，分站只 有接收到主站下发的允许发送信号后才上传自身数据，这样实现了整个网络中只有一个分站 发送信息，其他分站(包括主站)处于接收状态，网络中不存在频段干扰．(责任编辑：南粤论文中心)转贴于南粤论文中心: http://www.nylw.net(南粤论文中心__代写代发论文_毕业论文带写_广州职称论文代发_广州论文网）