【摘要】本文設(shè)計(jì)了一種基于無(wú)線傳輸?shù)男畔l(fā)布系統(tǒng)。系統(tǒng)分為發(fā)射機(jī)與接收機(jī)兩個(gè)部分，發(fā)射機(jī)主要用于接收上位機(jī)數(shù)據(jù)并通過(guò)無(wú)線模塊發(fā)送給接收機(jī)，接收機(jī)用于接收數(shù)據(jù)并顯示。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)結(jié)單，性能穩(wěn)定，可廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。

【關(guān)鍵詞】無(wú)線傳輸;信息發(fā)布;單片機(jī)

引言

當(dāng)今社會(huì)是一個(gè)信息時(shí)代的社會(huì)，信息技術(shù)延伸了人類的觸角，大量的信息充斥在人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€(gè)方面，為人們傳送多媒體訊息，內(nèi)容涉及新聞、交通、娛樂(lè)、金融等。信息產(chǎn)品和信息服務(wù)對(duì)于各個(gè)國(guó)家、地區(qū)、企業(yè)、單位、家庭、個(gè)人都不可缺少，信息技術(shù)已成為支撐當(dāng)今經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和社會(huì)生活的基石。隨著生活、工作、學(xué)習(xí)、科技、娛樂(lè)等各種信息都以爆炸的速度在增長(zhǎng)，人們對(duì)信息傳播速度，處理速度以及應(yīng)用的程度都提出了更高的要求。伴隨科技的進(jìn)步，信息的流通在人類的生產(chǎn)生活中擔(dān)任著越來(lái)越重要的角色?？梢哉f(shuō)在當(dāng)今社會(huì)，信息技術(shù)代表著當(dāng)今先進(jìn)生產(chǎn)力的發(fā)展方向，信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用使信息成為生產(chǎn)活動(dòng)的生產(chǎn)要素和戰(zhàn)略資源，使人們能更高效地進(jìn)行資源優(yōu)化配置，從而推動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)不斷升級(jí)，提高社會(huì)勞動(dòng)生產(chǎn)率和社會(huì)運(yùn)行效率。信息的發(fā)布手段多種多樣，LCD信息板這種大屏幕廣播方式更是效果非凡，無(wú)論在廣告業(yè)、交通業(yè)、證券業(yè)還是工藝事業(yè)，其強(qiáng)大的信息廣播能力都是無(wú)可比擬的[1]。而傳統(tǒng)的信息發(fā)布系統(tǒng)的有線傳輸方式，安裝的工程龐大，布線、控制、維護(hù)等等都成為其發(fā)展的絆腳石。同時(shí)，傳統(tǒng)的信息發(fā)布系統(tǒng)大多只能固定的顯示控制器內(nèi)存中的信息，若要發(fā)布新的信息則需要通過(guò)電腦聯(lián)機(jī)對(duì)控制器內(nèi)程序進(jìn)行修改，因此，傳統(tǒng)的信息發(fā)布系統(tǒng)遠(yuǎn)不能滿足信息實(shí)時(shí)發(fā)布的需要。本文設(shè)計(jì)了一種基于無(wú)線傳輸?shù)男畔l(fā)布系統(tǒng)，將待顯示的字符通過(guò)無(wú)線傳輸方式發(fā)送到接收機(jī)并顯示，增強(qiáng)了系統(tǒng)的靈活性、實(shí)時(shí)性和可靠性。

1.設(shè)計(jì)方案

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。系統(tǒng)主要由兩個(gè)部分組成，發(fā)送機(jī)與接收機(jī)。PC機(jī)的上位機(jī)軟件將要顯示的信息進(jìn)行字模轉(zhuǎn)化后，通過(guò)RS232串口將數(shù)據(jù)發(fā)送給發(fā)送機(jī)。發(fā)送機(jī)主要完成接收PC機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)，并通過(guò)無(wú)線傳輸模塊發(fā)送到接收機(jī)。接收機(jī)在收到數(shù)據(jù)后，在顯示的同時(shí)，將數(shù)據(jù)寫入存儲(chǔ)模塊。

圖1 無(wú)線信息發(fā)布系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

根據(jù)系統(tǒng)需求，選擇合適的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊相當(dāng)重要。本系統(tǒng)選用的無(wú)線傳輸模塊為nRF24L01，它是一款新型單片射頻收發(fā)器件，工作于2.4GHz～2.5GHz ISM頻段。內(nèi)置頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器、調(diào)制器等功能模塊，并融合了增強(qiáng)型ShockBurst技術(shù)，其中輸出功率和通信頻道可通過(guò)程序進(jìn)行配置。nRF24L01功耗低，在以-6dBm的功率發(fā)射時(shí)，工作電流也只有9mA;接收時(shí)，工作電流只有12.3mA，多種低功率工作模式（掉電模式和空閑模式）使節(jié)能設(shè)計(jì)更方便。

在控制芯片外圍元件的數(shù)量方面，nRF24L01也是一個(gè)較為理想的選擇，它的外圍元件僅需15個(gè)左右，無(wú)須濾波器、變?nèi)莨艿劝嘿F元件，只需要使用16MHz的晶振，收發(fā)天線合一，減小了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的難度。在目前較為流行的無(wú)線通信芯片中，無(wú)論從使用的方便性、傳輸速度還是輸出等各個(gè)方面考慮，nRF24L01都是一種較為理想的選擇[2]。

系統(tǒng)以單片機(jī)AT89C52作為主控制器。AT89C52是一個(gè)低功耗，高性能8位單片機(jī)，ISP（In-system programmable）的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的AT89C52可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案[3]。

2.硬件電路設(shè)計(jì)

無(wú)線信息發(fā)布系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)包括發(fā)送機(jī)和接收機(jī)兩部分，兩部分的重點(diǎn)都是如何實(shí)現(xiàn)基于nRF24L01模塊的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸。發(fā)送機(jī)主要由主控制器、無(wú)線傳輸模塊和串口通信模塊組成。主控制器主要負(fù)責(zé)接收PC機(jī)的數(shù)據(jù)，并通過(guò)無(wú)線傳輸模塊發(fā)送到接收機(jī)。PC機(jī)的串口支持RS-232標(biāo)準(zhǔn)，而單片機(jī)支持TTL電平，因此，它們之間的信號(hào)需要經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換。選用美信公司的芯片MAX232[4]來(lái)完成RS-232和TTL電平的轉(zhuǎn)換，硬件原理圖如圖2所示。

圖2 無(wú)線信息發(fā)布系統(tǒng)發(fā)送機(jī)原理圖

接收機(jī)主要由無(wú)線接收模塊、顯示模塊和存儲(chǔ)模塊構(gòu)成。顯示模塊可根據(jù)實(shí)際需要，選擇合適大小的LCD顯示屏或LED點(diǎn)陣。存儲(chǔ)模塊同樣可根據(jù)實(shí)際顯示字符的多少來(lái)選擇相應(yīng)存儲(chǔ)容量的外部存儲(chǔ)器。

3.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

軟件包括發(fā)送機(jī)和接收兩部分。圖3給出了無(wú)線信息發(fā)布系統(tǒng)發(fā)送機(jī)與接收機(jī)工作流程圖。

圖3 無(wú)線信息發(fā)布系統(tǒng)發(fā)送機(jī)流程圖

（a）和接收機(jī)流程圖（b）

4.上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)

圖4上位機(jī)軟件界面，采用VC++6.0編寫，其主要功能為完成點(diǎn)陣字模的轉(zhuǎn)換和字符編碼的發(fā)送。

圖4 無(wú)線信息發(fā)布系統(tǒng)PC機(jī)顯示界面

5.結(jié)語(yǔ)

本文提出了一種基于無(wú)線傳輸?shù)男畔l(fā)布系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，解決了信息發(fā)布系統(tǒng)受到傳輸介質(zhì)限制的問(wèn)題。通過(guò)簡(jiǎn)單的無(wú)線通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)可靠性與功耗平衡。實(shí)時(shí)性、靈活性是該設(shè)計(jì)的最大特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)表明，該系統(tǒng)能夠穩(wěn)定的傳輸和顯示數(shù)據(jù)，對(duì)諸多領(lǐng)域具有很高的實(shí)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]邱麗波，夏俊芳，王瑞奇，等.基于嵌入式系統(tǒng)的無(wú)線信息共享系統(tǒng)研究[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2008，5：34-36.

[2]楊旭，李德敏，張謙益.基于nRF24L01的一種無(wú)線通信協(xié)議設(shè)計(jì)[J].通信技術(shù)，2011，44（7）：57-62.

[3]徐愛(ài)鈞.單片機(jī)原理與應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010：1-3.

[4]http：//www.waveshare.net/Datasheet_PDF/MAX232-PDF.html.

通訊作者：魏呈霖，男，長(zhǎng)江大學(xué)在讀碩士研究生。