基于nRF24E1的嵌入式2.4GHz無(wú)線接入系統(tǒng)

在短距離的通信中，無(wú)線技術(shù)被普遍看好，其中射頻技術(shù)因?yàn)楣牡秃蜔o(wú)方向性等優(yōu)點(diǎn)而受到青睞。 

通信頻率為2.4 GHz的頻段是全球開(kāi)放的ISM(工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)學(xué))頻段，使用者無(wú)需申請(qǐng)?jiān)S可證，給開(kāi)發(fā)者和用戶(hù)帶來(lái)了很大方便；同時(shí)，可以有效地避免低頻段信號(hào)、各類(lèi)電火花及家用電器的干擾。因?yàn)檫@一頻段具有這些優(yōu)點(diǎn)，其他的一些應(yīng)用，如藍(lán)牙、WLAN，也是在這一頻段；但藍(lán)牙和WLAN對(duì)于工業(yè)控制、醫(yī)療傳感器、住宅和樓宇自動(dòng)化裝置等設(shè)備來(lái)說(shuō)，過(guò)于復(fù)雜，其成本也過(guò)高，很難滿(mǎn)足快速開(kāi)發(fā)和低成本的要求。因此，目前迫切需要一種低成本、低功耗、能夠快速開(kāi)發(fā)應(yīng)用的方案，來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的無(wú)線連接。

另一方面，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，TCP/IP協(xié)議已經(jīng)成為目前被廣泛應(yīng)用于Internet的通信協(xié)議。在嵌入式系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)TCP／IP協(xié)議棧，利用Internet進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳送，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)端設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視和控制。

在嵌入式TCP/IP平臺(tái)下利用工作頻率為2.4 GHz的無(wú)線收發(fā)模塊nRF24E1，進(jìn)行短距離的點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的無(wú)線通信；用無(wú)線技術(shù)解決最后10 m的通信問(wèn)題，可實(shí)現(xiàn)一種

2 nRF24E1及其通信協(xié)議

2.1 nRF24E1模塊的基本特性

nRF24E1是北歐集成電路公司(Nordic)推出的一款帶8051內(nèi)核的無(wú)線收發(fā)模塊，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。該模塊的無(wú)線收發(fā)器工作于2.4 GHz的ISM頻段，有多達(dá)125個(gè)的頻點(diǎn)，可通過(guò)改頻和跳頻來(lái)避免干擾。nRF24E1的集成度非常高，內(nèi)部集成了增強(qiáng)型8051內(nèi)核,2.4 GHz無(wú)線收發(fā)器,100 ksps的9路10位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，UART接口，SPI接口，PWM輸出，內(nèi)置RC振蕩器、看門(mén)狗和喚醒定時(shí)器以及專(zhuān)門(mén)的穩(wěn)壓電路。所有高頻元件包括電感、振蕩器等，全部集成在芯片內(nèi)部，因此芯片的性能穩(wěn)定，受外界環(huán)境的影響很小。

nRF24E1采用36腳QFN(6 mm