1. 研究目的与意义
近年来,由于传感技术、嵌入式计算、现代网络、无线数据传输及分布式信息处理等技术,能够将监测对象的数据通过无线方式发送,并以自组多跳的网络方式传送到用户终端,而使得无线多媒体传感网络系统在科技应用中,成为备受关注的、知识高度集成的前沿热点研究领域。随着无线技术的快速发展,短距离无线数据传输技术呈现出强大的发展趋势。短距离无线数据传输的范围很广,在一般意义上,只要收发双方通过无线电波传输信息,并且传输距离限制在较短的范围内,通常是几十米到几百米,就可以称为短距离无线数据传输。然而当网络及通信技术飞速发展,人们对无线通信的需求越来越大,人们在享受蜂窝移动通信系统带来便捷的同时,对短距离的无线通信又提出新的需求,这种短距离的无线通信主要用于家庭、办公室、商场等室内场所,有时候也用于室外环境。这种技术的应用大大改善了人们的生活与工作质量,对现有的无线长距离通信技术是一个很好的补充。
常见的无线通信技术包括wifi(ieee 802 .11b)、bluetooth(ieee 802. 15.1)和zigbee(ieee 802.15.4)。它们工作于国际ism(工业、科学和医学)频2.400~2.4835ghz。但由于应用这些无线通信技术的无线芯片(cc2420、cc2430、bk2411等)存在传输速率低、传输距离短、抗干扰能力差及协议复杂等原因,技术应用出现较大瓶颈。这些因素制约无线多媒体传感网络的发展和应用。
2. 研究内容与预期目标
nrf24l01 的所有配置工作都是fpga通过spi接口读写操作完成,共有30字节的配置字。工作于 enhanced shockbursttm 收发模式,这种工作模式下,系统的程序编制会简单,且稳定性也会更高,因此,下文着重介绍如何把 nrf24l01 配置为 enhanced shockbursttm 收发模式,从而掌握无线数据控制操作方法。shockbursttm 的配置字使 nrf24l01 能够自动处理射频协议,在配置完成后,在 nrf24l01 工作的过程中,只需改变其最低一个字节中的内容,以实现接收模式和发送模式之间切换。主要参数设置有以下几个方面:
1.数据宽度:声明射频数据包中数据占用的位数。这使 nrf24l01 能够区分接收数据包中的数据和 crc 校验码;
2.地址宽度:声明射频数据包中地址占用的位数。这使 nrf24l01 能够区分地址和数据;
3. 研究方法与步骤
一、研究方法:
采用fpga作为控制处理单元,nrf24l01作为关键模块,lcd作为显示模块,功能的实现采用verilog hdl编程。同时功能的验证在设计过程中采用波形仿真的方法。
4. 参考文献
[1] [1] 王诚,等.altera fpga/cpld设计(基础篇)[m].人民邮电出版社,2005.7
[2] 陈欣波,等.altera fpga工程师成长手册[m].清华大学出版社,2012.6
[3] 杨晓慧,杨旭.fpga系统设计与实例[m].人民邮电出版社,2010.1
5. 工作计划
1.第1周-第3周:有针对性的学习课题相关资料,学习cpld/fpga的工作原理和主要性能,熟悉掌握应用软件进行程序设计,设定实验方案,撰写开题报告;
2.第4周-第6周:学习verilog hdl硬件描述语言,nrf24l01模块以及其接口标准spi时序协议;
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