基于nRF401的双绞线故障诊断

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1、摘要介绍射频收发器nRE401的丁•作原理及其在双绞线故障诊断屮的作用;基于相关的网线连接知识，实现双绞线故障诊断的算法原理，并给出硬件的原理设计图和程序设计。关键词nRE401射频收发器双绞线故障诊断算法随着计算机局域网的不断发展，网络连接越來越复杂，给网络工程师布线、维修等工作带來了很人的闲难。困难的原因冇两个：第一，双绞线的错接、断接、压线接触不良等问题在工程实践中层出不穷，很难玄观发现，而分淸每条双绞线两端的对应关系在综合布线中乂显得尤•其重要;第二,在一般情况下，局域网的终端Z间或终端与集线器Z间的距离较远，很难采用直接测量的办法对网线故障做出正确判断。

2、针对以上两点原因，本文对双绞线的故障检测提出了可行的方案与实现方法。首先将微处理器快速数据分析与逻辑运算应用丁•双绞线故障检测，使问题变得简单，结果直观化。其次，采用射频无线收发器nRF401进行数据传输，实现远距离数据交换，使距离远的问题迎刃而解，简化测量过程。1系统构成1.1nRF401结构简介[1]nRF401内部结构如图1所示。它是由挪威Nordic公司推出的集收、发为一体的集成芯片,工作于433NfHzTSM频段;采用FSK调制与解调技术;传输速率达20Kb/s,传输功率授人•lOdBm;差分式天线接口，非常适合做成PCB夭线，以节约成本。图1小各引脚含

3、义如下。DOUT：数据输出端。DTN：数据输入端。TXEN：高电平允许发送数据，低电平允许接收数据。ANTI、ANT2：天线接入端。PWR_UP:器件低功耗控制。1.2nRMOl外部连接及与微处理器接口在木设计屮,将天线以覆铜的方式做在印制板上，在保证了数据安全可靠传递的前捉下,减小了产品的体积。nRF401的配置如图2所示。R418kO820pE图2nRMOl外部连接及与微处理器接I1nRF401与CPU之间控制和数据传递接口如图3所示。1.3CPU与双绞线接口普通双绞线包含8根线,可以将89C51的P0口作为双绞线线上电平状态的输入口。通过设置和检测P0口的状

4、态，即可对双绞线的连接状况做出正确判断，连接如图4所示。U1图3nRF401与CPU接口P00P01P02P03P04P05P06P0739LIN138LIN237LIN336LIN435LIN534LIN633LIN732LIN8IJ189C51图4CPU与双绞线接口2双绞线连接标准关于连接的标准有两个：T568A和T568B。两个标准的线序排列如图5所示，方向为水晶头金属压片向上且正对观测軒的方向。T568B为常用的标准。HHHNHHHH1234567812345678T568AT568B图5RJ45连接器标准♦两边使用同样标准的线称为直通线，用于PC到HUB

5、普通口、HUB普通口到HUB级联口Z间的连接。♦两边使用不同标准的线称为级联线，用于PC到PC、HUB普通口到HUB普通口Z间的连接。以上两条是判断的主要理论依据。根据标狀对应RJ-45插头引脚线序颜色如农1所列。RJ45插头12345678线的一端绿白绿橙白蓝蓝白检棕白棕线的另一瑞橙白橙绿白蓝蓝白绿棕白棕引脚定义如表2所列。表2引脚名称含义1TXD1+差分发送数据正端2TXD1-差分发送数据负端3RXD2+差分接收数据正端4BI_D3+双向数据正端【1（100Basc・T4〉5BID3・双向数据负端口（1OOBasc-T4〉6RX_D2-差分接收数据负端7BID

6、4+双向数据正端口（1OOBasc-T4〉8BID4-双向数据负端口（1OOBasc・T4〉3工作原理因为双绞线故障的不确定性，所以不能通过双绞线口身作为主设备和从设备之间数据传递的途径。通过微波进行无线数据传递，对于双绞线的故障判断实在是合适不过的。为此，我们自行设计了主从设备间的数据通信协议及相应的判断规则。3.1通信协议（1）连接标准选择命令（01H）下行报文:01H上行报文:01H(OOH)+LPCo+标准数据码(T568A为0AH;T568B为0BH)+LPCo+确认码通道选抒命令(02H)+通道码+确认码（0r08：通道「通道8）+LPCo下行报文：0

7、2H上行报文:02H注：报文中LPC是指校验和JIJT数据校验。(OOH)+LPCo3.2检测算法耍检测双绞线连接的止确性,必须使电平佶号奋两条线上传递,否则无法检测。在木设计中，故障检测可分为三步：第一，在8条导线中寻找1条能传递电平信号的公用导线;第二，将公用导线与待测导线在从设备端短接，使公用导线电平信号经过待测导线传递到主设备侧，从而确定待测导线的故障所在;笫三，显示线路的连接状态。3.2.1选公用导线实际上在10M.100M网络•仅仅使用1-2、3-6这两对线，而1000M网络要用所有的导线，但这并不影响双绞线的测屋方法。上文已经阐明，对于直通线双绞线的

8、陶端线的排