基于NRFL的无线数据传输系统设计.doc

中北大学电子与计算机科学技术学院 毕业设计开题报告 学 生 姓 名： 王海瑞 学 号： 0706024225 学 院、系： 电子与计算机科学技术学院 专 业： 微电子学 设 计 题 目： 基于NRF24L01的IMU数据无线传输系统设计 指导教师: 李 杰 2011年 1月 18日 毕 业 设 计 开 题 报 告 1．结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述： 文 献 综 述 1.1数据无线传输系统设计的研究背景 数据是指用来描述客观事物的数字、字母、符号等等[1]，随着科技的进步，人类社会已经进入了数字化信息化的时代，因而数据传输的质量和速度都提出了更高的要求。针对目前信息化的状况，原有的有线传输系统虽完成了数字化与网络化，但复杂的布线、高昂的维护成本使的网络节点的分布范围受到了很大的限制，这在很大程度上阻碍了数据传输信息化的深入与普及。因此，对于无线数据传输的需求日益迫切。 无线数据传输就是指利用无线电波作为数据传输的媒介，将本地计算机或其他设备的数据信息调制到载波频率上发射，从而和远程终端之间实现通讯的技术[6]。它涉及到计算机技术、信息技术、以及网络技术等多个学科领域。通过无线传输系统，人们可以获取远端设备的运行情况以及各种参数指标，通过对采集到的数据的分析从而实现远程管理、远程控制等功能。 近十几年来，随着移动通信技术飞速发展，越来越多的信息采集和远程控制系统采用了无线数据传送技术有线数传相比布线成本低、安装简便、便于移动的优点 1.2数据无线传输的发展现状及前景 进入二十一世纪，无线数据通讯技术在我国蓬勃发展，也得到了信息产业部以及各行各业的高度重视，因为任何有线数据传输网络只能是网状覆盖，而无线数据传输网可达到真正的面覆盖。目前主要的短距离无线数据传输技术主要有蓝牙、Zigbee、IEEE802.11x、微功率短距离无线通讯技术[10]，与已具备相当规模的无线长距离通讯网络（比如蜂窝移动通讯网、卫星数据通讯）相比，短距离无线通讯系统在基本结构、服务范围、应用层次以及通讯业务（数据、话音）上，均有很大不同。下面分别介绍这几种无线传输技术。 蓝牙技术（Bluetooth）主要面对网络中的各种数据和语言设备，通过无线方式将它们连接起来，从而方便快速的实现数据传输，它使用2.4GHZ的ISM频段，最大传输率1Mbit/s ；IEEE802.11x的技术标准是无线局域网的国际标准，也是用2.4GHZ的ISM频段，协议主要在OSI的物理层和数据链路层，虽然传输速度快，但此类设备比较昂贵，技术复杂；Zigbee是一种新型的短距离、低速度、低功耗无线网络技术，是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术，基于IEEE无线个人区域网标准，数据传输速率通常为10kb/s到250kb/s，有效覆盖范围10到75米，由于其协议简单、成本低、网络容量大等优点，使其在无线传感网络中得到广泛的应用。 在未来，短距离无线数据传输将向着更高传输速率、更高传输精确度的方向发展，而且传输设备的成本也会进一步降低，传输协议也会进一步简单，从而是短距离无线通讯走入我们的生活，给我带来更多方便。 1.3本课题研究的意义 本次课题研究的内容是通过C8051F020单片机控制无线数据传输芯片NRF24L01，以此来实现数据的无线传输，无论是在国防军事方面，还是民用通讯方面都有很重要的研究意义。 惯性测试单元（IMU）具有的特点是实时性，因为零偏会随着时间的变化而变化，必须随时进行跟踪 。当系统装入弹体后，必须通过无线数据发送模块将系统实时的零偏、标度因数等参数随时发送到地面，这样可以得到实时的数据，进行实时解算，得到解算的参数，从而可以对导弹的飞行姿态等各种参数进行实时的调整。所以，本课题通过单片机控制，将IMU采集到的数据实现短距离的无线传输，在测试领域具有重要的意义。  毕 业 设 计 开 题 报 告 2．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）： 2.1本课题研究的问题 学习C8051F020单片机工作原理，用C语言编写单片机程序，控制单片机采集IMU的输出，并将其转换为数字数据，传输给无线射频模发射块（NRF24L01无线传输芯片）。用同样的原理设计无线接收模块，将无线发射的数据接收，并通过串口传送数据给上位机。 2.2方案介绍 2.2.1方案的整体设计思路 通过单片机(C8051F020)将IMU单元输出的六路模拟数据采集，再利用单片机内部的AD转换部分将模拟信号转换成数字信号，然后通过SPI总线将数据传输给无线发送芯片(NRF24L01) ,无线发送芯片将数据发送出去。同样，接收端单片机(C8051F020