無線信息發布系統設計

2014-12-31 00:00:00曾思楷魏呈霖高揚

電子世界 2014年20期

【摘要】本文設計了一種基于無線傳輸的信息發布系統。系統分為發射機與接收機兩個部分，發射機主要用于接收上位機數據并通過無線模塊發送給接收機，接收機用于接收數據并顯示。該系統結構結單，性能穩定，可廣泛應用于諸多領域。

【關鍵詞】無線傳輸;信息發布;單片機

引言

當今社會是一個信息時代的社會，信息技術延伸了人類的觸角，大量的信息充斥在人們日常生活的各個方面，為人們傳送多媒體訊息，內容涉及新聞、交通、娛樂、金融等。信息產品和信息服務對于各個國家、地區、企業、單位、家庭、個人都不可缺少，信息技術已成為支撐當今經濟活動和社會生活的基石。隨著生活、工作、學習、科技、娛樂等各種信息都以爆炸的速度在增長，人們對信息傳播速度，處理速度以及應用的程度都提出了更高的要求。伴隨科技的進步，信息的流通在人類的生產生活中擔任著越來越重要的角色。可以說在當今社會，信息技術代表著當今先進生產力的發展方向，信息技術的廣泛應用使信息成為生產活動的生產要素和戰略資源，使人們能更高效地進行資源優化配置，從而推動傳統產業不斷升級，提高社會勞動生產率和社會運行效率。信息的發布手段多種多樣，LCD信息板這種大屏幕廣播方式更是效果非凡，無論在廣告業、交通業、證券業還是工藝事業，其強大的信息廣播能力都是無可比擬的[1]。而傳統的信息發布系統的有線傳輸方式，安裝的工程龐大，布線、控制、維護等等都成為其發展的絆腳石。同時，傳統的信息發布系統大多只能固定的顯示控制器內存中的信息，若要發布新的信息則需要通過電腦聯機對控制器內程序進行修改，因此，傳統的信息發布系統遠不能滿足信息實時發布的需要。本文設計了一種基于無線傳輸的信息發布系統，將待顯示的字符通過無線傳輸方式發送到接收機并顯示，增強了系統的靈活性、實時性和可靠性。

1.設計方案

系統結構如圖1所示。系統主要由兩個部分組成，發送機與接收機。PC機的上位機軟件將要顯示的信息進行字模轉化后，通過RS232串口將數據發送給發送機。發送機主要完成接收PC機發送的數據，并通過無線傳輸模塊發送到接收機。接收機在收到數據后，在顯示的同時，將數據寫入存儲模塊。

圖1 無線信息發布系統結構框圖

根據系統需求，選擇合適的無線數據傳輸模塊相當重要。本系統選用的無線傳輸模塊為nRF24L01，它是一款新型單片射頻收發器件，工作于2.4GHz～2.5GHz ISM頻段。內置頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器、調制器等功能模塊，并融合了增強型ShockBurst技術，其中輸出功率和通信頻道可通過程序進行配置。nRF24L01功耗低，在以-6dBm的功率發射時，工作電流也只有9mA;接收時，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）使節能設計更方便。

在控制芯片外圍元件的數量方面，nRF24L01也是一個較為理想的選擇，它的外圍元件僅需15個左右，無須濾波器、變容管等昂貴元件，只需要使用16MHz的晶振，收發天線合一，減小了系統開發的難度。在目前較為流行的無線通信芯片中，無論從使用的方便性、傳輸速度還是輸出等各個方面考慮，nRF24L01都是一種較為理想的選擇[2]。

系統以單片機AT89C52作為主控制器。AT89C52是一個低功耗，高性能8位單片機，ISP（In-system programmable）的可反復擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術制造，兼容標準MCS-51指令系統及80C51引腳結構，芯片內集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元，功能強大的微型計算機的AT89C52可為許多嵌入式控制應用系統提供高性價比的解決方案[3]。

2.硬件電路設計

無線信息發布系統硬件設計包括發送機和接收機兩部分，兩部分的重點都是如何實現基于nRF24L01模塊的無線數據傳輸。發送機主要由主控制器、無線傳輸模塊和串口通信模塊組成。主控制器主要負責接收PC機的數據，并通過無線傳輸模塊發送到接收機。PC機的串口支持RS-232標準，而單片機支持TTL電平，因此，它們之間的信號需要經過電平轉換。選用美信公司的芯片MAX232[4]來完成RS-232和TTL電平的轉換，硬件原理圖如圖2所示。

圖2 無線信息發布系統發送機原理圖

接收機主要由無線接收模塊、顯示模塊和存儲模塊構成。顯示模塊可根據實際需要，選擇合適大小的LCD顯示屏或LED點陣。存儲模塊同樣可根據實際顯示字符的多少來選擇相應存儲容量的外部存儲器。

3.系統軟件設計

軟件包括發送機和接收兩部分。圖3給出了無線信息發布系統發送機與接收機工作流程圖。

圖3 無線信息發布系統發送機流程圖

（a）和接收機流程圖（b）

4.上位機軟件設計

圖4上位機軟件界面，采用VC++6.0編寫，其主要功能為完成點陣字模的轉換和字符編碼的發送。

圖4 無線信息發布系統PC機顯示界面

5.結語

本文提出了一種基于無線傳輸的信息發布系統設計方案，解決了信息發布系統受到傳輸介質限制的問題。通過簡單的無線通信協議，實現可靠性與功耗平衡。實時性、靈活性是該設計的最大特點。實驗表明，該系統能夠穩定的傳輸和顯示數據，對諸多領域具有很高的實用價值。

參考文獻