大学毕业设计---基于单片机无线通信网络的实现.doc

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1、目录中文摘要I英文摘要II1绪论11.1无线网络的应用价值11.2现有的无线模块介绍11.2.1CC110011.2.2nRF90511.2.3nRF240111.3无线通信协21.4CSMA/CA无线网络设计实现与应用32无线通信网络的实现42.1单片机与无线模块42.1.151单片机的性能与使用42.1.2nRF2401的特性42.1.3单片机与无线模块的接口—SPI总线52.1.4无线模块的工作模式62.1.5配置无线模块实现点对点的通信72.2无线通信网络82.2.1无线网络的概念82.2.2点对多点的无线网络实现82.3单片机的rs232串口在通信过

2、程中的应用82.3.1单片机的rs232串口的原理82.3.2单片机的rs232串口在无线网络设计调试中的应用93CSMA-CA的多点多主机式无线网络的具体实现方法9II4网络系统的主要流程图114.1基站的流程图114.2网络系统流程图125硬件电路设计介绍135.1系统电平介绍135.1.1TTL电平标准135.1.2两种电平供电与转化的解决方案135.2单片机相关电路135.2.1单片机复位电路145.2.2晶振电路155.2.3单片机串口电路165.3单片机与nRF2401接口电路165.3.1电平转化175.3.2单片机和nRF2401的连接175.

3、4系统总体电路图176结论18致谢19参考文献20附录120附录222附录322附录423附录527附录628II1绪论1.1无线网络的应用价值无线网络的历史起源可以追溯到50年前第二次世界大战期间。当时，美国陆军研发出了一套无线电传输技术，采用无线电信号进行资料的传输。这项技术令许多学者产生了灵感。1971年，夏威夷大学的研究员创建了第一个无线电通讯网络，称作ALOHNET。这个网络包含7台计算机，采用双向星型拓扑连接，横跨夏威夷的四座岛屿，中心计算机放置在瓦胡岛上。从此，无线网络正式诞生。近些年来由于电子科技的发展无线网络灵活性和移动性，安装便捷，易于进行

4、网络规划和调整。故障定位容易，易于扩展等优点被凸显的淋漓尽致。因此其发展十分迅速。最近几年，无线局域网已经在企业、医院、商店、工厂和学校等场合得到了广泛的应用。1.2现有的无线模块介绍1.2.1CC1100它是一种低成本真正单片的UHF收发器，为低功耗无线应用而设计。电路主要设定为在315、433、868和915MHz的ISM（工业，科学和医学）和SRD（短距离设备）频率波段，也可以容易地设置为300-348MHz、400-464MHz和800-928MHz的其他频率。它还为数据包处理、数据缓冲、突发数据传输、清晰信道评估、连接质量指示和电磁波激发提供广泛的硬

5、件支持。CC1100为数据包处理、数据缓冲、突发数据传输、清晰信道评估、连接质量指示和电磁波激发提供广泛的硬件支持。1.2.2nRF905它的RF收发器集成了一个高度可配置的调制解调器。这个调制解调器支持不同的调制格式，在915M频段其数据传输率可达500kbps。通过开启集成在调制解调器上的前向误差校正选项，能使性能得到提升。1.2.3nRF2401它是是一款工作在2.4~2.5GHz世界通用ISM频段的单片无线收发器芯片，它内部无线收发器的频率发生器具有增强型SchockBurstTM28模式，能高效的与低速或中速CPU结合提高发射速度和效率。此外它内部的

6、功率控制器，晶体振荡器，调制器，解调器，输出功率频道选择和协议的设置都可以通过SPI接口方便的被CPU设置。他功耗极低当工作在发射模式下发射功率为-6dBm时电流消耗为9.0mA接收模式时为12.3mA，掉电模式和待机模式下电流消耗更低。1.3无线通信协目前比较常用的无线网络协议有如下四种：IEEE802.11系列协议：作为全球公认的局域网权威，IEEE802工作组建立的标准在局域网领域内得到了广泛应用。这些协议包括802.3以太网协议、802.5令牌环协议和802.3z100BASE-T快速以太网协议等。IEEE于1997年发布了无线局域网领域第一个在国际上

7、被认可的协议——802.11协议。1999年9月，IEEE提出802.11b协议，用于对802.11协议进行补充，之后又推出了802.11a、802.11g等一系列协议，从而进一步完善了无线局域网规范。蓝牙规范（Bluetooth）：蓝牙规范是由SIG（特别兴趣小组）制定的一个公共的、无需许可证的规范，其目的是实现短距离无线语音和数据通信。蓝牙技术工作于2.4GHz的ISM频段，基带部分的数据速率为1Mbit/s，有效无线通信距离为10~100m，采用时分双工传输方案实现全双工传输。蓝牙技术采用自动寻道技术和快速跳频技术保证传输的可靠性，具有全向传输能力，但不

8、需对连接设备进行定向。在任意时间，只要