基于ZigBee无线技术的智能家居系统设计

通过比较各种短距离无线通信技术,选取ZigBee无线传输技术作为智能家居系统无线传输设计。介绍了ZigBee的网络结构和ZigBee芯片选型,并分析基于CC2530的组网流程。结合系统设计,给出了终端节点RF无线收发核心模块、模拟开关量多路复用及串口转USB通信模块、温度传感器采集模块的硬件电路设计,并简述了节点传输及数据采集、网络协调器与节点协同工作的流程设计。最终,在不加PA(功放)增益的情况下,测得ZigBee无线传输模块有效传输距离为90 m,能满足组建智能家居个人无线网的需求。     

基于无线传感器网络的数据采集系统设计

针对恶劣环境下远程未知监测区域,进行现场数据采集比较困难和危险的问题,以无线传感器网络技术为基础,设计了一种高精度数据采集系统。系统的无线声音传感器网络节点以FPGA为主控芯片,系统采用了模块化设计的思想,包括含有实现节点与上位机通信功能的USB数据接口模块、调理转换声音信号的采集调理模块、无线通信的无线收发模块、存储数据的存储模块、负责节点供电的电源管理模块。测试结果表明,系统最终可实现在24 KHz的采样率下对监测区域内频率为1 KHz的不同声音信号高精度采集。     

基于功率放大无线烟雾传感器节点的设计

为实现现场环境无人值守以及无线传感器节点远距离通信,本文提出了一种以CC2430射频芯片为核心,利用CC2591芯片增强发射功率和半导体气体传感器对烟雾、碳氢化合物及氧化物有着很强的灵敏度的特点,完成一种远距离、低功耗无线烟雾传感器节点的设计与实现,文章讨论和介绍了烟雾传感器节点的带功率放大无线通信模块硬件原理设计和描述了系统的软件架构及实现方法,经实际测试验证了本系统具有较高的实用性和可靠性。因此,具有良好的应用前景。     

无线传感器网络节点机的研制

分析了无线传感器网络节点的体系结构,设计了节点机的硬件电路.以此为平台,实现各节点间的多跳通信.节点机采用支持IEEE 802.15.4的CC2420芯片作为无线通信模块,8位AVR单片机ATmega128L作为处理器,结合外围传感器,对环境进行监测.实验表明:该型节点机具有扩展方便、低功耗、可靠性高的特点.     

无线传感器网络节点机的研制

对无线传感器网络节点进行研究,分析节点的体系结构,设计了节点机的硬件电路.以此为平台,实现各节点间的多跳通信.节点机采用支持IEEE802.15.4的CC2420芯片作为无线通信模块,8位AVR单片机ATmega128L作为处理器,结合外围传感器,对环境进行监测.实验表明:该型节点机具有扩展方便,低功耗,可靠性高的特点.     

超低功耗粮仓无线实时监测系统设计

针对在粮库温度智能监测领域,采用电线电缆传输数据的不便以及目前无线传感网络节点寿命短的问题,利用MSP430超低功耗单片机设计了超低功耗无线温度监测系统。基于超低功耗设计了系统的整体框架以及各模块硬件,其中包括节点、温度传感器模块、无线通信模块、通信协议、桌面实时显示程序,通信协议解决了多个节点同时介入时的碰撞问题并设计了节能算法。最后对整个系统的可靠性以及节点的使用寿命进行了实验验证,经过试验的检验本系统具有超低功耗的特点,基本满足超低功耗粮仓无线实时监测系统的设计需求。     

无线智能教学辅助管理系统设计

设计一种无线智能教学辅助管理系统设计方案,系统包含学生手环、教师手环、信标节点和智能手机四部分。学生手环由单片机、按键、摔倒检测模块、溺水检测模块及n RF24L01P无线模块构成;教师手环由单片机、按键、液晶显示模块、报警模块、n RF24L01P无线模块和蓝牙模块构成;信标节点由单片机、时钟模块、n RF24L01P无线模块和GPRS/GSM模块构成;智能手机监测端运行Android监控软件。学生手环、教师手环及信标节点通过n RF24L01P无线模块通信,教师手环通过蓝牙模块与智能手机通信,信标节点通过GPRS/GSM模块与家长手机通信。该系统可实现教师、家长对学生到校离校的监测、课堂考勤、答题统计、校园定位、溺水及摔倒报警等功能,具有操作简单、使用方便、低功耗、多用途等优点,适合在小学及学前教育中推广使用。     

基于ZigBee技术的无线温湿度传感器网络设计

介绍了一种基于ZigBee技术的无线温湿度传感器网络的设计,以CC2430单片机和数字式温湿度传感器SHT10设计出了温湿度传感器网络节点,以AT91R4008微控制器、AX88796以太网控制器芯片和CC2430无线单片机设计出了ZigBee网关。温湿度传感器节点通过射频收发器将数据发送到ZigBee网关。ZigBee网关通过以太网网络将数据传输给监测中心主机。文章讨论和提出了无线传感器节点的低功耗设计和数据通信的可靠性方法。该系统稳定性好,通信效率高,可广泛应用于工业环境温湿度监测。     

基于单片机的无线传感网络通信模块设计与实现

采用单片机进行无线传感网络通信模块设计,提高无线传感网络通信的保真性和稳定性,文章设计的无线传感网络通信系统主要包括了传感器模块电路设计、无线传感网络通信的时钟电路模块设计、晶振电路设计、AD电路设计以及单片机的JTAG电路设计等。建立嵌入式STM32开发环境实现硬件电路集成设计,首先进行了无线传感网络通信模块的总体设计描述,进行通信模块技术指标分析,采用单片机作为核心处理芯片,进行无线传感网络通信的模块化设计。系统调试结果表明,采用该设计的通信模块进行无线传感器网络通信的稳定性较好,通信误码率降低,电路系统的可靠性较高。     

一种基于0.18μm CMOS工艺的智能传感器网络节点设计与实现

针对当前无线监测网络节点存在无线通信距离小、数据传输周期短等问题,设计并实现了一种基于0.18 μm CMOS工艺的智能传感器网络节点.该无线传感器网络节点由无线传感器模块、CC2430处理器模块、无线通信模块以及电源模块构成.其中,CC2430处理器模块采用0.18 μm CMOS工艺控制电流损耗和模式变换时间,提高电源的运行周期,并采用0.18 μm CMOS工艺中低噪声放大器和UQ下变频对天线采集的射频信号进行操作,获取2.4 GHz的数据扩频,增强CC2420的无线通信抗干扰性能.设计了无线传感器网络节点中的SHTIO温湿度传感器、MS5534B集成压阻式压力传感器和ADXL202E双轴加速度传感器,并给出节点软件的结构和主程序流程.实验检测结果表明,设计的无线传感器网络具备较优的运行性能,丢包率较低,通信距离与运行周期明显优于传统方法.     

L波段高效率射频功率放大器的设计与仿真

射频功率放大器是无线通信系统中的重要组成部分,其工作效率直接影响着整个系统的耗能、稳定度和对电源散热装置的要求,提高射频功率放大器的效率,能够节约能源,降低功耗,因此实现射频功率放大器的高效率工作是目前射频功率放大器领域的热点问题之一。本文选用Freescale晶体管MW6S004N,借助ADS2013软件,采用负载牵引技术和源牵引技术得到最佳负载阻抗和最佳源阻抗,并用Smith圆图进行电路的匹配设计,对射频功率放大器进行了仿真和优化。仿真结果表明,在频率为1960MHz的L波段,输入功率为21d Bm时,射频功率放大器的输出功率大于36d Bm,功率附加效率大于50%。这种高效率射频功率放大器适用于WCDMA基站,对基站中高效率功率放大器的设计有着重要的参考价值。     

基于ATmega128的无线传感器网络节点设计

传感器节点是无线传感器网络的基本组成单位。大量无线传感器网络节点通过自组织方式构成网络,利用网络节点中各种传感器,能够实时采集和处理节点覆盖区域内的各种参数。介绍了无线传感器网络节点结构、节点组成单元的硬件电路和节点的软件结构。该节点以ATmega128低功耗处理器为核心,结合传感器电路和CC2420射频收发模块,实现对观察区域的实时监测。     

CMOS工艺射频功率放大器的实现与验证

射频功率放大器是无线设备的关键器件,GaAs工艺被广泛使用在射频功放的设计制造上。而CMOS工艺在生产成熟度和成本上有很大优势,主要关注用CMOS工艺来做射频功放的问题,介绍世界上第一颗量产的CMOS功放及其所使用的特殊技术。利用一款成熟的手机产品,替换这颗功放及外围器件,最后与原产品进行对比测试。     

一种基于无线传感器网络的生物信息检测系统节点电源设计

针对电源系统需要为系统中微处理器、传感器、信号调理电路、无线通讯模块等提供工作电源的目的,提出一种生物信息检测系统中无线传感器网络（WSN）节点的电源设计方案。除了通过内部3.7 V锂电池,振动产生的机械能也可以用来提供能量。系统工作过程中能自动对供电方式进行选择,并完成对锂电池的充电任务。节点采用带有8051内校的CC2430无线射频芯片,通过有效的动态电源管理和唤醒休眠机制的软件设计,针对生物信息检测系统实现了一种低功耗的能量自供给的无线传感器节点电源设计。     

si1000低功耗性能与在无线传感器节点上的应用开发

Si1000是一款集微处理器和收发模块于一体的射频芯片,和现有大多数工作在2.45GHz的收发模块相比,Si1000功耗低、传输距离远,在无线数据传输方面有着良好的应用前景.本文分析了Si1000的低功耗性能、内部结构和围绕该芯片的传感器节点构成,指出了节点射频前端电路设计中应注意的问题.以半双工通信为例,给出了应用程序的设计和实现通信的方法.实地测试表明,Si1000芯片构成的节点,在对数据传输速率要求不高的情况下,能够较好地满足节点间远距离通信的需要.     

面向多传感器模块接入的低功耗无线传感器节点

设计了一种面向多传感器模块接入的低功耗无线传感器节点。该节点基于超低功耗Zigbee单片机MC13224V设计,由射频模块、配置电路和电源系统等组成。根据无线通信系统的特点设计了系统的软硬件,详细阐述了硬件设计、软件设计及性能测试方法。测试结果证明：在3V电源供电条件下,休眠时电流小于11μA,实现了低功耗设计的目的。     

可重构多波段射频功率放大器设计

在未来通信系统发展中,多波段多模式的射频功率放大器具有很大的应用前景。在众多解决方案中,利用可重构器件实现的可重构多波段射频功率放大器最具优势。利用PIN二极管的单向导电性,提出了基于PIN二极管开关的可重构多波段功放的设计思路。介绍了可重构器件的仿真设计,并进行了实际测试。在1 750 MHz、2 100 MHz和2 600 MHz频点设计了可重构多波段功放电路,并做了仿真测试。为验证仿真设计的准确性,完成了实际电路板制作和功放的调试工作。实验测试结果表明,提出的设计方法可行并达到了设计指标,对今后的研究工作具有重要的指导意义。     

低功耗无线动物神经信号采集模块设计

文中根据RF无线射频原理,提出了一个适用于小体型动物的纯模拟、低功耗的无线神经信号采集模块设计方案。相比于数模混合方案,纯模拟的实现方案具有尺寸小、功耗低以及结构简单等优势。整个采集模块可以分为模拟前端放大和无线数据传输两部分。通过选用低功耗、低噪声的仪表放大器INA333和运算放大器OPA333构成模拟前端放大电路的两级放大结构,降低了电路的功耗和尺寸。通过添加反馈电感实现的反馈增强效应降低了Colpitts振荡器功耗。采用三极管极间电容对振荡器进行FM调制构成纯模拟无线数据传输电路,使得采集模块具有小尺寸、低功耗以及无线数据传输的特点。电路仿真以及实验测试结果均表明,该模块可以完成动物神经信号的无线采集,具有一定的实用性。     

CMOS射频集成电路的现状与进展

随着低功耗、可移动个人无线通信的发展和CMOS工艺性能的提高,用CMOS工艺实现无线通信系统的射频前端不仅必要而且可能.本文讨论了用CMOS工艺实现射频集成电路的特殊问题.首先介绍各种收发器的体系结构,对它们的优缺点进行比较,指出在设计中要考虑的一些问题.其次讨论CMOS射频前端的重要功能单元,包括低噪声放大器、混频器、频率综合器和功率放大器.对各单元模块在设计中的技术指标,可能采用的电路结构以及应该注意的问题进行了讨论.此外,论文还讨论了射频频段电感、电容等无源器件集成的可能性以及方法.最后对CMOS射频集成电路的发展方向提出了一些看法.