[信息与通信]无线RF技术

《[信息与通信]无线RF技术》由会员分享，可在线阅读，更多相关《[信息与通信]无线RF技术（35页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、RF无线技术唐宗霖 2011.12.29RF无线技术简介 RF无线技术应用 RF无线技术分类、对比 2.4G无线技术 Bluetooth(蓝牙) 常见RF无线模块主要内容：无线技术分不同种类，通常以产生无 线信号的方式来区分，目前主要的方式 有调频无线技术、红外无线技术和蓝牙 无线技术三种，其成本和特点也不尽相 同。广泛应用于音响 键鼠等各项内容， 有很好的发展前景。RF无线技术简介调频无线技术的原理和收音机工作原理 比较接近，使用的是FM（调频）方式。不 过收音机的调频使用的是模拟信号，相对 而言失真比较明显，采用调频无线 技术的 音响多数使用数字方式。简单的说是将模 拟音频信号通过AD转换

2、器转换为数字信号 ，再将信号对载波进行调制并发射，接收 端则使用同样频率接收，通过 DA转换器转 换为模拟信号，然后放大输出到扬声器。 调频无线技术比较成熟，实现的成本比较 低。调频无线技术红外无线技术也分很多种，组合音响为保证声音质量 ，常使用数码红 外传输方式。无线发射器带有红外线发生 器，发射器将声音以数字信号的方式对红外线进行调制， 以避免相近波长的信号干扰。接收端使用光敏器件将红外 调制信号 转化为调制的电信号，再从信号中分离出声音信 号。红外线是波长在750nm至1mm之间的电磁波，它的频 率高于微波而低于可见光，是一种人的眼睛看不到的 光 线。红外无线方式的优点是抗干扰能力强，缺

3、点是要想获 得高质量的红外调制信号电路比较复杂，并且由于红外线 的波长较短，光衍射能力较差，因此红外无线技 术传输距 离比较短，对障碍物敏感。红外无线技术蓝牙技术是一种开放性短距离无线通信技术 标准。它是面向移动设备间的小范围连接，其本 质可以说它是一种代替线缆的技术。从应用的角 度来讲，它与日前广泛应用于微波通信中的一点 多址技术十分相似；因此，它很容易穿透障碍物 ，实现全方位的语音与数据传输。蓝牙技术特别 设计了快速确认和跳频方案以确保链路稳定。与 其它工作在相同频段的 系统相比，蓝牙跳频更 快，数据包更短，这使蓝牙技术比其它系统都更 稳定。蓝牙无线技术无线键盘、鼠标 无线耳机、话筒 无线

4、音响 RF无线通讯模块 RFID射频识别技术RF无线技术应用无线键盘鼠标无线耳机话筒无线音响RF无线通讯模块RFID射频识别技术红外线技术 27MHz 无线射频 Bluetooth(蓝牙) 调频 2.4GHz数字高速射频技术RF无线技术分类、对比RF 27 MHz 指的是使用 27 MHz ISM(工业、科学、 医学)无线频率带的一项技术。在这个频率带中有四个 全球范围的频道：其中两个用于无线键盘，另外两个 用于无线鼠标。键盘和鼠标向插在计算机上的接收器 传送信息。传送是单方向的，即从键盘或鼠标到接收 器。因为其他类型的无线设备(如无绳电话或无线网络 设备)很少使用 27 MHz 频率，所以很

5、少有来自其他设 备干扰的风险。键盘和鼠标各自拥有的两个频道也减 少了与附近其他无线键盘或鼠标产品之间的干扰。RF 27 MHz 无线技术起步最早，罗技公司早在1994 年就应 用该技术推出无线鼠标产品。RF27MHz它具有方便、可靠的无线连接方式。具有比其他无线技 术更长的无线射程：无线收发器与 Bluetooth 设备相距多达 30 英尺(9.1 米)。其无线安全性远远超过无线 27 MHz 设备 ，具有双通道 128 位验证和可变的加密密钥长度，及联结 单个主机和某一设备的虚拟缆线功能。具有行业支持的标 准化无线协议，可以实现不同设备之间的兼容。由于日常 环境中很少有频率如此高的无线信号，

6、所以 2.4GHz 连接方 式基本不会收到信号干扰。目前蓝牙耳机大行其道，蓝牙 通讯也成为了移动设备(手机，PDA 等)的首选互联方式，所 以蓝牙技术应用在鼠标上也并不稀奇。蓝牙鼠标的最大好 处就是可以利用笔记本内置的蓝牙模块进行链接，而不需 要另行安装信号接收装置。目前微软的2.4G 无线鼠标全部 基于蓝牙解决方案。Bluetooth(蓝牙)2.4G 封闭协议通讯技术则是近年来兴起的另一种无线 通讯解决方案。同样利用2.4GHz 开放频段，在硬件上 多使用Nordic Semiconductor 公司的nRF2401/nRF2402 系列芯片，而具体的通讯协议则由各厂家自行制定和 开发。此种

7、通讯技术拥有比蓝牙更高的传输速度;由于 是封闭技术的缘故，其安全性能更高;当然，最关键的 是2.4G 封闭协议通讯技术成本低廉，生产厂商不用像 使用蓝牙那样要缴纳高额的专利使用费，这也正是其 在市场上大行其道的主要原因之一。以罗技为首的外 设厂商是这项技术的主要推行者。2.4GHz数字高速射频技术RF无线技术分类、对比性能对比所谓的2.4G 无线技术，其频段处于2.405GHz-2.485GHz（科 学、医药、农业）之间。这个频段里是国际规定的免费频 段，是不需要向国际相关组织缴纳任何费用的。这就为 2.4G无线技术可发展性提供了必要的有利条件。它的工作 方式是全双工模式传输，在抗干扰性能上要

8、比27MHz 有着 绝对的优势。这个优势决定了它的超强抗干扰性以及最大 可达10 米的传输距离。此外2.4G 无线技术还拥有理论上2M 的数据传输速率，比蓝牙的1M 理论传输速率提高了一倍。 这就为以后的应用层提高了可靠的保障。综合2.4G、蓝牙 以及27MHz 这三种常用的无线传输技术，2.4G 有着自己独 到的优势所在。相比蓝牙它的产品制造成本更低，提供的 数据传输速率更高。相比同样免费的27MHz 无线技术它的 抗干扰性、最大传输距离以及功耗都远远超出。2.4G无线技术2.4G 无线键鼠套装已经出现有一段时间了，而且 一直稳定占据着中低端无线键鼠的市场。蓝牙目前还 是被作为高端无线技术应

9、用在键鼠之上。市场份额相 对较少但是却不可或缺，因为蓝牙有本身相对开放的 连接协议。而不是2.4G 无线的通过兑码实现的点对点 连接。不过，因为键鼠的身份比较特殊，一台电脑一 套键鼠已经足以应付。不像PSP 或是手机那样本身就 是一个载体可以利用蓝牙的点对面功能收发数据，这 就决定了2.4G 无线技术在键鼠产品上是未来的发展趋 势所在。挪威著名芯片厂商的无线收发芯片nRF24L01 是单 片射频收发芯片，工作于2.42.5 GHz ISM 频段。工作 电压为1.93.6 V，有多达125 个频道可供选择。可通 过SPI 写入数据，最高可达10 Mb/s，数据传输率最快 可达2 Mb/s，并且有

10、自动应答和自动再发射功能。芯 片能耗非常低，以-6 dBm 的功率发射时，工作电流只 有9 mA，接收时工作电流只有12.3 mA，多种低功率工 作模式(掉电模式和空闲模式)使节能设计更方便。这就 不难发现为什么绝大部分甚至微软、罗技这样的知名 键鼠企业都普遍采用NRF24L01 芯片作为收发芯片的原 因。2.4G收发模块 高达2Mbps数据速率 支持6个节点组网 支持125个射频通道 极低功率消耗 高灵敏度外接天线接口（ 旁保留外接天线接口） 带有PA放大，适合超远距离传输数据 接收带LNA低噪声放大，适合超远距离传输数据 输出功率可软件设置NRF24L01芯片主要参数CSN：芯片的片选线，

11、CSN 为低电平芯片工作。 SCK：芯片控制的时钟线（SPI 时钟） MISO：芯片控制数据线（Master input slave output） MOSI：芯片控制数据线（Master output slave input） IRQ：中断信号。无线通信过程中MCU 主要是通过IRQ 与NRF24L01 进行通信。 CE： 芯片的模式控制线。在 CSN 为低的情况下，CE 协同NRF24L01 的CONFIG 寄存器共同 决定NRF24L01 的状态SPI管脚定义工作模式及引脚功能SPI指令格式蓝牙技术是一种短距离无线通信技术，是一种可实现 多种设备之间无线连接的协议，是一种简便稳定的无 线

12、连接手段，凭借其在使用距离、抗干扰能力、易用 性、安全性等方面的领先，同时蓝牙设备的成本也不 断的下降，使蓝牙技术逐渐成为无线外设的主流技 术。因为蓝牙技术由2.4-2.485GHz ISM(工业、科学、医 学)频段增加特定协议而来，所以它能够使任何蓝牙设 备在一定范围内互相配对并连接、传输数据。蓝牙技 术传输速率最高为每秒1Mbps。Bluetooth(蓝牙)蓝牙主要应用从技术角度讲，在传输距离、 速度等方面具有绝对优势，但 在微处理器和协议使用许可方 面的高要求，使得整套产品价 格一直居高不下，对国内大部 分消费者来说还是难以承受的 ，耗电也比较厉害。现在常见 的也就是拿来打电话的单声道

13、蓝牙耳机和无线键盘。无线键盘、鼠标无线蓝牙键盘是键盘盘体与 电脑间没有直接的物理连线，通 过红外线或无线电波将输入信息 传送给特制的接收器。准确的来 说就是蓝牙设备。无线蓝牙鼠标的最大好处就是 可以利用笔记本内置的蓝牙模块 进行链接，而不需要另行安装信 号接收装置。目前微软的2.4G 无 线鼠标全部基于蓝牙解决方案。蓝牙模块蓝牙模块应用模块主从模式设置BLK-MD-BC04-B蓝牙模块同时 支持软/硬件设置主从模式，具 体方法如下： PI0(4)软/硬件主从设置口 ：置低(或悬空)为硬件设置主从 模式，置3.3V高电平为软件设置 主从模式；如选择硬件设置主从 模式，可通过PIO(5)进行设置； 如果选择软件设置主从模式，可 以通过AT命令查询和设置，PIO(5)硬件主从设置口： 3.3V高电平设置主模式，接地(或 悬空)设置从模式。用于指示蓝牙模块所处状态，LED灯（PIO(1)）闪烁方 式与蓝牙模块状态对应见下表：状态指示LED1、主机中断指示LED：PIO(2) 用于指示主机中断与否，连接状态为高电平， 其他状态低电平。 2、记忆清除或恢复默认值按键：PIO(3) 本按键是一个多功能键，具有记忆清除(短按) ，恢复默认值(长按3s)两种不同功能；记忆清 除是清除模块里上一次记忆的蓝牙地址码；恢 复默认值是恢复模块初始默认值。其他配置THE END Thank You！ ！