2.4g无线收发模块原理与作用是什么?

出处:电子发烧友 发布于:2019-05-23 13:47:17

无线发射接收模块都已经进行了封装设计(集成了单片机控制和无线编码)跟单片机直接通过异步串行口连接就可以,现在市面上的无线收发模块,其无线工作方式由模块内部的单片机控制,与用户单片机的连接一般就只有电源和收、发等几根线。
  无线发射模块和接收模块必需配对使用,且工作频率要完全一样,接收模块一定要根据发射局部的编码格式来配解码IC,无线收发模块都是传输数据的一个通道,接收模块接收到发射信号后通过DA TA 脚传给解码IC,让其工作。
  2.4G是一种无线技术,由于其频段处于2.400GHz~2.4835GHz之间,简称2.4G无线技术。基于2.4G无线技术封装的高度集成芯片组我们称之为2.4G无线模块,而2.4g无线收发模块是无数2.4G无线模块中的一种,广泛应用于无线遥控、无线耳机、无人机、无线键盘、无线监控、非接触RF智能卡、小型无线数据终端、安全防火系统、无线遥控系统、生物信号采集、水文气象监控等行业和商品中。
  2.4g无线收发模块原理是什么?
  那2.4G无线收发模块的工作原理是怎样的呢?无线传输的目的在于解放自己,用无线技术取代有线连接。怎么取代?简单来说2.4G无线传输通过接受模块接受音源处理发射电磁波,接受模块接受被发射模块辐射到空中的电磁波,在通过数模转换传给喇叭。
 

  麦克风无线收发模块结构功能图
  ADC/DAC:模数转换器/数模转换器
  MCU: 单片微型计算机(相当电脑CPU)
  FLASH:存储芯片(相当于电脑硬盘)
  SDRAM:同步动态随机存储器(相当电脑内存)
  RF:无线射频
  PA:功率放大器
  如上图所示,发射模块采集到声源经过模数转换将模拟信号转为数字信号,在经过MCU代码运行处理即中央处理器之后(MCU可将转换器,电源,USB,内存等周边接口整合在一个芯片上)通过RF射频,把数字信号辐射到空中形成电气波。为了获得更远的传输距离可以通过PA放大电电磁波信号,通过天线发射出去。接收模块天线接到发射模块发射出来的电磁波,通过PA放大信号在经过RF转换为数字信号,同样通过MCU处理通过数模转换成模拟信号通过喇叭将声音传送出去。一个完整的无线传输原理大概就是这样。当然,不管是发射模块还是接收模块都要电源驱动,就收模块音源可用3.5Lline in接口或内置咪头。
 

  2.4g无线收发模块作用是什么
  无线发射接收模块作用1:
  用于组建星型拓扑结构的无线通讯网络。并且必需是多点的星型拓扑结构,某些非凡场所需要无线通讯。一方面这种发射和接收模块的价格低廉,构成星型拓扑结构的费用相对较低;另一方面这种发射和接收模块可采用模块化设计,体积小、使用方便、易于集成。对于通讯速度要求不太高、距离较近的无线网络来说,这种发射和接收模块十分实用。
  无线发射接收模块作用2:
  用于无线多通道(并行)控制。如复杂的遥控机器人等,某些场所需要多通道(并行)控制。一种方法是用接收模块直接和解码器相连,然后再和继电器等电子元器件相连,驱动后续的被控对象;另一种方法是用接收模块和单片机相连,经过数据的处置后,再用单片机连接继电器等电子元器件,驱动后续的被控对象。通常一对发射和接收模块多可以实现六路并行的无线控制,假如要求的通道数大于六路,可以采用多对发射和接收模块,同时工作来满足实际的需要。
  无线发射接收模块作用3:
  用于通用串口(RS232无线数据传输。通常有很多控制仪器和设备采用串口,而与这些设备通讯必需满足串口要求。某些非凡场所,工业控制现场。必需使用无线传输方式时,可以很自然地选择本文所提到发射和接收模块。但在此必须说明的要采用此种通讯方式,必需先在发射端和接收端分别编制相应的软件实现文件格式的转换,才能达到无线通讯的目的,假如通讯系统是全双工的,则可以采用两对射和接收模块,同时工作来实现。  2.4G无线模块(英文:2.4Ghz RF transceiver ,receiver module)工作在免申请ISM频道2400M-2483M范围内,实现开机自动扫频功能,共有50个工作信道,可以同时供50个用户在同一场合同时工作,无需使用者人工协调、配置信道。同时,可以根据成本考虑,选择50米内、150米、600 米多种类型无线模块。接收单元和遥控器单元具有1键自动对码功能,数字地址编码,容量大,避免地址重复。
  VT-CC2510-M1 无线模块采用TI chipcon高性能无线SOC芯片CC2510开发。是一种完整的低成本、高度集成2.4GHz收发器,专为低功耗无线应用设计。
  2.4G无线数传模块电路
  基本特点
  · 高性能和低功耗的8051微控制器核
  · 2400-2483.5MHz 低成本低功耗无线收发模块
  · SMD元件24mm×29mm×2.2 mm,内置PCB天线,体积小
  · 支持 2-FSK/GFSK/MSK
  · 可编程控制的输出功率,对所有的支持频段可达+1dBm
  · 可灵活配置多种通讯信道,快速频点切换特点,可满足跳频系统的需要
  · 可编程配置传输数率1.2k - 500 kbps
  · 低功耗 3.3V 供电
  · RSSI输出和载波侦听指示
  几种2.4G无线数传模块介绍
  无线数传按传输速率区分,分为低速数传模块和高速数传模块两大类,低速数传模块使用的载频均较低,一般都在315MHz,433MHz和915MHz这几个频段,所以一般传输速率均不大于150kB/s。
  但这些使用在UHF频段无线设备,载波仍具有一定的穿透和绕射能力,传送距离相对较远,可达数百米,这是它的优势,但同时也有其固存的缺点,因为工作频率低,工业干扰大,同时大量的汽车无线遥控(锁)均使用这个频段,干扰相对严重,这在技术上严重制约了数据传输的速率。需要提高数传速率,必须避开干扰环境复杂的这个频段。技术工作者开辟了2.4GHz频段。
  高速传输模块一般认为传输速率达500kB/s以上即属于高速传输模块,普遍均使用2.4GHz或更高的载频,这个频段,正因为电磁波不容易穿透或绕射,干扰很少,空间电磁环境较干净,为高速数传提供了基础。但正因为频率太高,这个频段的无线电波基本没有穿透或绕射能力,传播仅限于在视线距离内,一般仅能实现约几十米的无线传播距离。
  下面几款常用的2.4GHz无线数传模块作简单介绍。
  nRF2401无线数传模块
  nRF2401AG无线数传模块为Nordic公司产品,工作频率为2.4GHz,125个频道,采用GFSK调制方式时,数据传输速率可达1MB/s,优于蓝牙传输,nRF2401内置CRC纠检错协议和硬件电路,工作频率和发射功率等参数均可通过软件编程,极低的工作电压1.9V-3.6V,功耗也很低,每个芯片可通过软件编程多达40多位地址,只有接收机的收到一致地址时才能进行数据通讯,同时提供一个中断请求。nRF2401AG系列有一个只有发射功能的模块,使用的芯片为nRF2402G。可满足在仅需要发送的场合使用。
  2.4G无线数传模块电路
  nRF24L01无线数传模块
  nRF24L01无线数传模块是Nordic公司在nRF2401AG的基础上的升级产品,具有130us快速切换和唤醒时间,与BK2411一样,特有的MulTICeiverMT硬件同时提供6个接收机的功能,此外,将nRF2401AG的1MB/s的速率提升至2MB/s,使得高质量的Volp成为可能,这在同档次的产品里是较高的,nRF24L01同时改善了低功耗特性,特别适合小容量的钮扣电池供电的应用场合,整个解决方案包括链路层和MulTICeiver功能,提供了比nRF2401AG更多的功能和更低的电源消耗,与目前的蓝牙技术相比,在提供更高速数据传输同时,仅需要极小的电源消耗。
  2.4G无线数传模块电路
  BK2411无线数传模块
  BK2411无线数传模块为上海博通公司产品,采用FSK与GFSK调制方式,具有1MB/s或者2MB/s的传输速率,而且可编程输出功率:-35dB,-15dB,0dB,5dB等,具有6个数据通道,可组成1:6的星形网络,而且每个数据通道具有收发32字节的FIFO(先入先出缓冲器),不足的地方是功耗控制相对于其他模块稍弱,软件初始化稍复杂,同时在同等距离下误码率稍高,不过它具有相对高的性价比。因此也获得广泛应用。
  2.4G无线数传模块电路
  CC2500无线数传模块
  CC2500无线数传模块是美国TI公司产品,具有OOK/ASK/2-FSK/MSK等多种调指方式,在不同的环境中可以选择不同的工作方式,提高工作效率。CC2500的输出功率相对其他数传模块高一些,可达1dBm,支持多个数据包连接质量指示,具有单独的64字节RX,TX数据FIFO(先入先出缓冲器)能发送或接收更大的数据包,在芯片中集成了各种纠错评估指示电路,属于一种比较严谨的数传模块,它的缺点是数传速率比不了nRF2401,但也可达到500kB/s.这对一般的应用场合是足够了的。
  2.4G无线数传模块电路
  应用领域
  无线数据传输广泛地运用在车辆监控、遥控、遥测、小型无线网络、无线抄表、门禁系统、小区传呼、工业数据采集系统、无线标签、身份识别、非接触RF智能卡、小型无线数据终端、安全防火系统、无线遥控系统、生物信号采集、水文气象监控、机器人控制、无线232数据通信、无线485/422数据通信、数字音频、数字图像传输等领域中。
关键词:无线

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