2.4GHz消防无线语音通信系统分析与设计

论文摘要

当今世界无线通信已经在全球范围内得到了迅猛发展,采用无线手段提供数据业务的应用成为新的通信热点和人们日常工作生活中必不可少的通信手段。以手机作为终端的移动通信占据了主导地位,但是短距离无线语音通信有着移动通信无法比拟的优点——低开销。尤其在消防救灾现场通信中,需要大量稳定、小巧、廉价通讯设备用于救灾现场的通信。本文根据消防救灾现场通信的特点和要求,设计并开发了一个基于nRF24El的消防无线语音通信系统。本文首先介绍了WLAN、蓝牙、UWB、紫蜂（ZigBee）、射频识别（RFID）等短距离无线通信相关技术,接着进行无线芯片的方案选择,然后设计出了一个完整的无线语音通信方案。该系统以nRF24E1作为主要芯片,能够满足低功耗、低成本的短距离无线通信产品的需求。论文重点阐述了主芯片nRF24El的特性和射频模块的工作方式和工作流程,软件的设计流程,帧结构的设置,主从机同步匹配,差错控制等关键技术。最后用单片机Keil51 C语言进行编程实现,代码经μ-vision软件编译通过并执行。本文设计的系统可以实现低成本、低功耗、易开发、短距离的2.4GHz无线语音通信,且实现了硬件上的半双工和软件上的全双工；系统接口方式简便,只需与麦克风等音频设备相连,就可以满足消防救灾现场通信要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 课题任务及研究内容
• 1.3 本人任务以及论文结构
• 1.3.1 本人任务
• 1.3.2 论文主要结构
• 1.4 本章小结
• 第二章 需求分析和方案选择
• 2.1 系统设计目标
• 2.2 系统设计需求分析
• 2.2.1 通信距离分析
• 2.2.2 通信能力分析
• 2.2.3 传输速率分析
• 2.2.4 工作频段分析
• 2.2.5 稳定性能分析
• 2.2.6 系统体积分析
• 2.2.7 系统功耗分析
• 2.3 无线通信技术的比较与选择
• 2.3.1 无线局域网与IEEE802.11标准族
• 2.3.2 蓝牙（Bluetooth）技术
• 2.3.3 紫蜂技术
• 2.3.4 射频识别（RFID）技术
• 2.3.5 超宽带（UWB）技术
• 2.4 无线SOC芯片比较与选择
• 2.5 通信协议的比较与选择
• 2.5.1 传输的同步方式比较与选择
• 2.5.2 差错处理方法
• 2.6 系统设计原理图
• 2.7 本章小结
• 第三章 系统硬件设计
• 3.1 顶层综合
• 3.2 系统核心
• 2PROM介绍'>3.2.1 E²PROM介绍
• 3.2.2 RFI/O匹配网络部分
• 3.2.3 晶振部分
• 3.2.4 模拟输入接口
• 3.3 音频输入电路
• 3.4 音频输出
• 3.5 电源供给
• 3.6 系统PCB设计
• 3.7 本章小结
• 第四章 系统软件设计
• 4.1 MVISION2软件的介绍
• 4.1.1 用μ vision2软件进行软件开发的流程
• 4.1.2 μ vision2集成开发环境
• 4.2 NRF24E1芯片简介及无线收发方式
• 4.2.1 无线数据包格式和收发器配置字
• 4.2.2 RADIO收发控制端口
• 4.2.3 SPI收发控制端口
• 4.2.4 收发方式
• 4.3 无线通信协议需要考虑的问题
• 4.4 帧结构和参数设置
• 4.5 主从机的同步匹配
• 4.6 差错控制
• 4.7 程序流程图
• 4.7.1 主程序
• 4.7.2 定时2中断
• 4.7.3 发送模式
• 4.7.4 接收模式
• 4.8 本章小结
• 第五章 总结
• 5.1 设计总结
• 5.2 系统应用前景展望
• 参考文献
• 致谢