大学毕业设计开题报告模版.pdfVIP

华东交通大学毕业设计（论文）开题报告书 课题名称 基于nRF24L01 的无线数据传输系统设计 课题来源 指导老师 课题类型 AY 导 师 朱路 学生姓名 谢小峰 学 号 20070610080125 专 业 通信工程 一．文献综述 随着社会的发展及科学技术的进步，越来越多的数据采集系统相继被开发出来，并 在各领域的应用越来越广泛，特别是在各种工农业生产中，这些系统有效地提高了生产 效益。然而传统的数据采集系统，通常是通过RS485 、CAN 总线等有线方式来进行数据 的传输，这种有线传输方式不仅布线繁琐、费用高，而且容易产生断线、短路等一些线 [1] 路故障，越来越不能满足现代工农业生产的需求 。于是就诞生了很多基于无线传输的 数据采集系统。无线数据采集系统不仅不用布线，而且还具有很高的灵活性和适应性， 具有非常广阔的应用前景。特别是随着无线通信技术的快速发展，无线用在了生活生产 领域的各个方面，比如近年来盛行的无线传感器网络(WSN)，代表着无线数据采集系统 的发展方向，各种集成了MCU 和射频模块的芯片也相继被开发出来。 目前，包括北欧集成电路公司（NORDIC ）、TI 公司等生产了一系列的射频无线收 发芯片，很多国内外研究机构针对这些芯片设计开发了各种无线数据采集系统，并在相 关领域得到了实际的应用。文献[2]设计了一种基于ZigBee 的土壤墒情检测系统，用于实 时检测土壤的湿度、温度等墒情信息，并将采集到实时温湿度数据信息传送给用户，让 用户及时掌握墒情并采取相应的措施。文献[3]对基于WSN 和μC/OS- Ⅱ的无线数据采集 系统研究和设计，采用μC/OS- Ⅱ为内核编写网关软件，提高系统的实时性和可靠性。文 献[4]设计了基于CC2420 的温室无线数据采集系统，用于实现对温室内作物的生长环境 进行无线智能的调控。这些设计和研究有力地推动了无线数据采集系统的发展，也为其 在现代化工农业生产中的应用开辟了更广阔的空间。 本文针对射频芯片nRF24L01 的应用进行了设计和研究，设计并制作了一套基于 nRF24L01 的无线温度传输系统，以实现对环境温度的远程监测。nRF24L01 是一款新型 单片射频收发器件,工作于2.4 GHz～2.5 GHz ISM 频段。内置频率合成器、功率放大器、 晶体振荡器、调制器等功能模块,并融合了增强型ShockBurst 技术，其中输出功率和通信 频道可通过程序进行配置。nRF24L01 功耗低,在以-6 dBm 的功率发射时，工作电流也只 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。 整个传输系统的设计主要涉及nRF24L01 外围电路的设计、微带天线的设计及相应 控制电路的设计。其中微带天线的设计制作是整个系统的技术难点，设计的系统微带天 线性能的好坏直接关系到整个数据传输系统的数据传输质量，如果微带天线设计的不好 就可以导致数据发射不出去或达不到预定的传输距离。所以，在整个系统设计中，首先 着手设计的是基于nRF24L01 射频无线收发模块，这里包括对射频芯片nRF24L01 外围电 路的设计和发射数据的微带天线的设计。其它的控制电路设计较为简单，其中包括数据 采集电路的设计、数据显示电路的设计和报警电路的设计。 微带天线是上世纪末发展起来的一种新型天线, 目前其理论分析无论是在深度和广度 上都趋于成熟,并因其具有结构简单、重量轻、剖面低、可共形、制造成本低、辐射效率 [5] 高、容易实现双频、多频段工作等独特优点，在近十几年得到了广泛的研究和发展 。 [6] [7] 目前，微带天线已经出现了多种结构, 比如倒L 型 ,倒F 型(PIFA) 等,新兴的还有光子隙 微带天线,各种技术各有特色,有着不同的应用范围。nRF24L01 工作于2.4-2.5GHz 的世界 通用ISM 免费频段