智能家居nrf24l01(一)
基于NRF24L01的智能家居系统
电子系统设计大赛作品申报表
注:本申报表电子版及作品全景照片发送李建海或于晓伟，邮箱EITP@moe.edu.cn或yuxiaowei@moe.edu.cn，电话：66061911。
附录：【智能家居nrf24l01,】
目 录
1产品简介
1.1 开发背景 ....................................... (4) 1.2 结构说明 ........................................ (4) 1.3 功能与使用说明 .................................. (5)
2平台选型说明
2.1 主控制模块 ...................................... (6)3设计说明
3.1 设计要求 ........................................ (8) 3.2 系统硬件电路设计 ................................ (9) 3.2.1 无线数传传感器模块 .......................... (9) 3.2.2 无线数传主接收模块 ......................... (10) 3.2.3 nRF24L01数据传输模块概述 ................... (12) 3.2.4 nRF24L01无线芯片概述 ....................... (13) 3.3 系统软件设计流程图 ............................. (17)
4产品特色
4.1 实用性 ......................................... (20) 4.2 创新性 ......................................... (20)
1.产品简介 1.1课题背景
随着计算机网络技术和电子信息技术的发展，实现对家庭信息的及时 监控与保障安全是现在智能家居系统的普遍要求。 可靠性高、便于移动等优点。 本文在分析了国内外智能家居系统发展现状的基础上，针对实现智能家居无线控制系统中最实用与必要的主要环节，通过对STC15F2K60S2主控板和NRF24L01无线模块以及多个传感器的学习，设计制作出了最通用简洁的无线数传智能家居系统。
1.2结构说明
根据系统的设计要求，作品主要分为两大部分9个模块，具体如下图1.2所示。
(2)门禁系统：门禁系统采用密码输入准入方式，处理器采用STC15系列单片
机，输入设备采用比赛组委提供主控板上自带的4x4矩阵键盘，密码和操作信息通过1602液晶屏显示。
(3)无线数传模块：无线数传模块采用NRF24L01无线射频芯片，可以实现点【智能家居nrf24l01,】
对点或是1对6的无线通信。处理器采用了STC89系列单片机，实时检测到的数据通过1602液晶显示。
1.3功能与使用说明
具体功能与使用如下图所示【智能家居nrf24l01,】
功能:本家居系统可以实现对室内环境的实时监测，在1602液晶显示上实时显示监测到的信息，方便主人获取室内环境参数。为家庭营造个安全舒适的环境。各个传感器数传模块除了将采集到的参数发送出去之外，还会自己根据环境参数实时作出反应。功能如下：
①DS18B20温度传感模块：监测室内环境温度在1602液晶上显示，并发送到主接收模块显示。当环境温度大于设定值时，本温度传感模块将控制所在居室的降温设备。
②MQ-2气体烟雾传感模块：主要用于厨房的可燃气体监测，本传感模块在环境正常时候处于待机节电模式，当检本烟雾传感模块将控制排气设备和窗户的开启。并发送警报信息至主接收
③DYP-ME003人体感应模块：本模块有两方面的应用，可通过key开关选择。断开开关，人体感应模块进入灯控功能。此时，当有人进入感应区时，感应区的照明灯开启。当主人要离家时，闭合key开关，人体感应模块进入警报状态。
智能家居nrf24l01(二)
基于nRF24L01的智能家居网络的设计
摘 要：智能家居是当前物联网的主要应用之一，当前采用的技术主要有ZigBee和Z-Wave技术。然而，ZigBee器件成本昂贵，Z-Wave技术是非开发式标准，存在系统的兼容性问题。针对上述问题，文中提出了基于NRF24L01实现智能家居系统的解决方案。同时详细地介绍了智能家居系统的框架和通信协议，并给出了可行的解决方法。最终测试结果表明，使用nrf24L01是一套低成本的智能家居解决方案，可进一步推进智能家居的应用。 关键词：2.4 GHz；智能家居；nRF24L01；通信协议
中图分类号：TP393；TN92 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2013）09-0042-03
0 引 言
随着计算机、通信、自动控制和微电子技术的发展， 无线传感网络[1]成为当前研究热点，其主要应用领域涉及工业控制、环境监测和智能家居等。其中，智能家居应用尤为瞩目[2]，旨在建立由家庭安全防护系统、网络服务系统和家庭自动化系统组成的家庭综合服务和管理集成系统，实现全面安全防护、便利通信网络以及舒适的居住环境。目前，在智能家居领域开发应用中，2.4 GHz的ZigBee和900 MHz频段的Z-Wave两大技术应用最为广泛。
Z-Wave是一种基于射频的低成本、低功耗、高可靠性的短距离无线通信技术，数据传输速率达9.6 Kb/s，信号有效覆盖范围室内为30 m，室外可超过100 m；单一家庭网络最多可支持232个节点，足以满足一般家庭需求。目前，美国市场上已有成品的Z-Wave家居产品销售，包括各种家电控制设备，如 Zensys公司推出的远程遥控器、插座等，然而 Z-Wave联盟并没有开放其标准，束缚了系统的开发和扩展。
基于IEEE 802.15.4 协议的ZigBee技术是一种短距离的通信标准，有着近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率的特点。由 ZigBee 协议标准可知，一个 ZigBee 网络可容纳65 536 台设备， 有着250 Kb/s 的高带宽，且节点间通信具备较高的可靠性，再加上ZigBee联盟开放了这一标准，吸引了更多的厂商和研究机构对ZigBee的研究，使得ZigBee 在智能家居中成为通行的国际标准。然而，ZigBee的器件成本相对较高，智能家居中无线传感器网络的建立需要一笔巨额费用。
针对上述问题，本文采用2.4 GHz 这一频段来实现无线数据传输，选用的NRF24L01芯片在此频段上具备较多的频点，能够解决家庭间信道干扰问题，同时搭配成本低廉的STM8S103F3组成智能节点，降低了节点的成本，也降低了开发难度。
1 节点硬件设计
节点分为网关节点和普通节点：普通节点带有各类传感器，负责实时采集数据和网络组建；网关节点负责该网段网络的控制和数据的汇总、分析、上传。图1所示为网关节点和普通节点的结构图。
图1 节点结构图
1.1 MCU
STM8S103F3单片机具有用户可调整的16 MHz CPU时钟频率，容量为8 KB的Flash程序存储器，集成640 B真正的数据存储器EEPROM和1 KB的RAM，强大的I/O功能，具有16位高级控制定时器（TIM1）、SPI、I2C、UART、窗口看门狗、独立看门狗、ADC、PWM定时器（TIM2）、8位定时器（TIM4）等资源。单线接口模块（SWIM）和调试模块（DM），允许非侵入式、实时的在线调试和快速的存储器编程。STM8S103F3高度集成，精简外部电路可以设计出更小的节点。由于STM8S103F3单片机的这些特点，非常适合应用在无线传感器网络中。
1.2 射频收发器件nRF24L01
nRF24L01是一款工作在2.4～2.5 GHz世界通用工科医用频段的单片无线收发器芯片，芯片内置晶体振荡器、功率放大器、频率合成器以及调制器等功能模块，工作电压为1.9～3.6 V，有多达125个频道可供选择，输出功率和通信信道可以通过软件进行配置。
nRF24L01采用SPI总线接口与外部微控制器通信，最高可达10 Mb/s，数据发送传输最快可达2 Mb/s。
芯片自动处理字头和CRC，当发送数据时，只需要配置相关寄存器，将发送的数据和接收地址发送给nRF24L01，它会自动完成数据的打包（加字头和CRC校验码）和发送；当接收数据时，nRF24L01自动检测载波并进行地址匹配，接收到正确数据后自动移去字头、地址和CRC校验码，mcu通过SPI读取数据即可。
2 通信协议的设计
2.1 网络地址的分配
节点的网络地址设置为5字节，前4个字节表示网段地址，最后一字节设置为0表示网关节点，设置为1～190表示传感器节点，191～254表示子网组播地址，255用于局部广播地址。理论上能划分232个网段，在单个网段内，可以容纳1个网关节点，190个传感器节点，划分44个子网。节点的网络地址事先写入MCU的EEPROM中，上电自动获取。
2.2 数据传输模式
本次设计中数据传输的模式有单播、广播和组播3种。单播是指从网关节点到传感器节点或者传感器节点到网关节点数据的传输，是点对点通信；广播是指从一个节点到该网段的所有节点的通信；组播是指从网关节点到一组传感器节点的数据传输。
由于nRF24L01具有6个接收地址，将pipe0设置为单播使用，开启nRF24L01的自动应答和重发功能，pipe1设置为局部广播使用，pipe2设置为组播使用，在广播和组播时关闭自动应答和重发功能。
2.3 MAC层协议
为了避免节点发送数据和接受数据时导致信道的冲突，在网络的MAC层采用CSMA/CA协议[3]。该协议就是在发送数据帧之前先对信道进行预约。图2所示是节点A-E分布图。图中，第一种情况是节点B、C、E在节点A的无线信号覆盖范围内，而D不在；第二种情况是节点B、A、D在节点B的无线信号覆盖范围内，而C不在。 图2 两种节点分布图
这样，可将CSMA/CA协议的实现流程分为两个部分，分别解决以下两个问题。
第一，当节点B和节点C都要向节点A发送数据时，会导致发送端数据的冲突。解决的方法可以采用在通信之前，节点设置为接收模式，利用nRF24L01的载波检测（CD）功能监听信道是否空闲。若检测到信道忙碌，则节点随机延迟一段时间后重新监听；若检测到信道空闲，则节点并不立即发送，而是采用一定的退避机制，将信道冲突的可能性降到最低。所以，节点随机退避一段时间后再进行发送。这里采用二进制指数退避算法BEB。
第二，当节点A 和节点D都向节点B发送数据时，会导致接受端数据的冲突。解决的方法可以利用RTS/CTS/DATA/ACK握手机制。具体过程如下：
（1）发送节点向接收节点发送前，先通过竞争方式获得信道使用权，再向接收节点发送请求连接帧（request to send， RTS）。
（2）接收节点收到发送节点的 RTS 帧后，向外广播确认帧 （clear to send，CTS），里面包含发送节点地址， 建立两者之间的通信连接。
（3）发送节点收到接收节点的CTS帧后，向接收节点发送数据帧DATA，若没有收到CTS帧，则重新发送RTS帧。
（4）接收节点收到发送节点的 DATA 帧后，向从站发送数据确认帧 ACK。
（5）发送节点收到接收节点的 ACK 帧后，整个通信过程结束，若没有收到，则重新发送 DATA。
2.4 差错控制
在差错控制方面，系统采取数据重发机制与nRF24L01自身CRC校验相结合的方式。发送节点在发送RTS或 DATA 后， 若在一定时间内没有收到接受节点的 CTS 或ACK，则重新发送传输失败的帧，直到接收到回复或重发次数达到设定值。另外，nRF24L01 提供对 CRC 校验的硬件支持，通过设置 RF 配置寄存器，采取8位 CRC校验[4]。当接收的数据CRC校验出错时，nRF24L01 会自动丢弃错误帧。
2.5 数据帧格式
nRF24L01在增强型ShockBurstTM模式下的数据包格式如图3所示。
图3 增强型ShockBurstTM模式下的数据包格式
将网络中所有节点的通道都配置为32字节模式，因此，一个数据帧可以发送32字节。其中数据帧的格式如图4所示。
图4 数据帧的格式
图4中，Network segment为4字节，Send address为1字节，Receive address为1字节，Source address为1字节，CMD为1字节，剩下的24字节为data。Cmd具体含义见表1所列。
2.6 路由表的初始化和维护
在设计中，每个节点都要保存它下一跳的路径，也就是要保存它的邻居节点信息。每个节点的路由表结构图5所示。
图5 节点的路由表结构
Addi是邻居节点地址，Ci表示该节点与它第i个邻居通信所需要的cost，Li表示节点通过第i个邻居向网关节点发送数据所需要的cost。邻居节点在路由表中的位置按照Li从小到大的顺序排列。L1是节点的min cost。数据发送时按照min cost发送。
3 实验测试
笔者制作了7个节点模块，通过软件将网络地址前4个字节统一写为00：FF：EE：FF，最后一位分别写为0，1，2，3，10，12，34，66。将7个节点模块放置在2个房间中，上电组网测试。
通过实验得出：点对点通信时，在无障碍物时距离可以达到30 m，有一墙之隔时可传输10 m。对于单播和广播通信正常，丢包率不到0.5%。
4 结 语
本设计采用2.4 GHz 这一频段来实现无线数据传输，考虑到选用的nRF24L01芯片在此频段上具备较多的频点，能够解决家庭间信道干扰问题，同时搭配成本低廉的STM8S103F3组成智能节点，可降低节点成本，也降低了开发难度。本文阐述了系统中的硬件模块实现，家庭内部无线传感器网络的通信协议及通信数据包的设计方法，最后测试系统的可行性及稳定性。
参 考 文 献
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智能家居nrf24l01(三)
基于Rasberry的多控制网络智能家居系统设计与实现
摘要：智能家居网关是各类传感设备和控制设备与外网互联的关键设备，多数智能家居采用了射频芯片、Zigbee芯片或wifi芯片，如何将现有的控制网络进行互联，以兼容各类设备终端，本文提出了一种集成多种协议的智能网关设计，通过协议转换，实现异构网络互联，从而构建一个基于物联网的智能家居系统，具有较好的应用前景。 关键词：智能家居 物联网 智能网关
中图分类号：TP332 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）06-0163-02
智能家居是利用利用综合布线技术、通信技术及自动控制技术等有关技术实现家居与网络的连结，为用户提供智能化、人性化的控制界面，实时掌握家居设备状态，从而提高生活品质。大多数智能家居网关方案采用高性能嵌入式设备作为其基础技术平台，通过网页服务器为用户提供控制界面，能实现简单的开关量控制，但很难满足日益增长的海量数据存储、美观便捷的控制界面等要求，在隐私保护、信息安全等方面存在隐患。由于智能家居标准还处于不成熟状态，市面上大多数产品选用了串口、射频、Zigbee、Wifi、蓝牙等不同的互联芯片，造成了网关设计的困难，因此，本文试图提出一种能兼容上述多种芯片，支持多协议转换的智能家居网关方案，为用户提供统一的应用接口。
1 智能家居控制网络分类
智能家居所涉及的设备主要分为两类，一是采集各种环境参数的传感器，二是对设备施加某种控制的控制器。而将这些设备联接构成统一网络的核心是各类联网芯片与协议，目前，主流的控制网络有串口总线、RF射频、Zigbee网络、Wifi网络和蓝牙网络等几类，它们在智能家居系统都有着各自不同的优缺点。
1.1 串口总线网络
串口总线是最传统的控制网络，利用主机平台的串口，可以将多个设备串联至总线上，从而避免了信息的泄漏，但因其需要布线且联网设备数量的限制，不适合大量设备的控制。但就智能家居应用场合而言，联网设备数量有限，因而，串口总线控制网络不失为一种经济传统型方案。
1.2 RF射频控制网络
RF射频控制网络本质上是一个星形网络，控制主机处于核心地位，通过免费频段315/433MHz以调幅方式向周边设备发出控制数据，发射端一般采用2262编码芯片，设备接收端采用2272解码芯片配套使用。这种网络组网简单，编码资源丰富等特点，但其无线信号易遭重放攻击，因而仅限于小范围使用。
1.3 Zigbee网络
Zigbee是一种低功耗的传输技术，智能硬件在不需要任何有线电源充电的前提下就可以长时间待机。一块普通的纽扣电池或碱性电池可供续航超过3个月甚至更久。正式基于这个优势，让所有的智能硬件在安装上更灵活，不必受限于插座位置。
1.4 Wifi网络
WiFi网络是一种短程无线传输技术，能够在数百米范围内支持互联网接入的无线电信号。它的最大特点就是方便人们随时随地接入互联网。随着Wifi物联网芯片的发展，其在智能插座、安防监控等产品上应用广泛。但对于智能家居设备来说，也面临功耗高、组网能力差、安全性低等突出缺点，在智能家居的应用中只是起到辅助补充的作用。
1.5 蓝牙网络
蓝牙是一种支持设备短距离无线通信技术，在智能家居系统中主要用于设备之间进行信息交互，以传递设备的状态数据。但这种技术通讯距离短，属于点对点通讯方式，对组网能力和抗干扰能力不够，只适合背景音乐推送、健康数据采集等场景。
1.6 系统架构设计
典型的智能家居控制系统，要求可以通过手机或者便捷计算机控制，操作尽量简单快捷。系统主要分为四大模块，即手机终端模块，服务主机模块，控制网络模块和家居设备模块，其中控制网络模块集成了串口、射频、蓝牙、Wifi以及有线网络等控制网络，使得其具有良好的兼容性。通过软件编程，形成了感知和控制两条通路，手机发送控制数据给主机服务器，由主机以某种控制网络的方式发给家居设备，设备执行控制动作，改变设备状态，其状态参数经由反向路径传回，改变用户界面显示。
2 硬件设计
2.1 基础硬件平台
智能家居网关主控平台的性能对于数据的采集与分发十分重要，是承载各协议控制芯片和软件服务的载体。因此，本网关采用了性能强大的Rasberry作为其基础硬件平台，该平台采用了BCM2837 1.2GHz四核处理器，配备1GB RAM和VideoCore IV GPU，本身具备以太网、HDMI和显示接口，具有4个USB接口，利用USB转串口芯片，能方便扩充为串口控制设备，能够接入蓝牙、Zigbee、Wifi控制芯片。此外，该平台还具备数量众多的GPIO接口，对于开关量的控制十分方便。
2.2 控制网络集成
系统主要集成了串口总线网络、RF射频控制网络、Zigbee网络、Wifi网络。串口总线网络采用自定义协议，通过系统提供串口服务，能够十分方面接入各类总线控制设备；RF射频控制网络采用了NRF24L01芯片，该芯片集成了所有与RF协议相关的高速信号处理部分，能够利用SPI接口与平台互联，此外该芯片具备自动重发功能，自动检测和重发丢失的数据包，可靠性高；ZigBee模块采用了CC2430，模块由CC2430器件和相关外围电路构成，由于CC2430内部集成有无线收发器和805l内核，可以简化电路设计；Wifi控制网络芯片采用了BCM4390，该芯片符合IEEE 802.11b/g/n标准，在单一芯片集成了PA和LNA2.4GHZ RF收发器、通用异步收发器（UART）等，在应用处理器中灵活实现了实时操作系统（RTOS）、网络协议栈，为低功耗、高性能、互操作性强的无线连接功能奠定了基础；蓝牙网络方面集成BlueNRG处理器芯片，内置专用射频接口、处理器和蓝牙固件，支持蓝牙4.0标准。
3 软件设计
利用软件工程思想，本系统设计采取模块化设计，各功能程序分别编写和调试，各模块调试成功后，再将所在模块连接起来，构成系统的软件，这样的设计有利于程序代码的优化，而且便于编程、调试、维护及协作。系统软件部分主要包括以下两部分：（1）主机服务器软件设计；（2）客户端软件设计。
3.1 服务器端软件
系统将能够处理的指令分状态感知和控制两类，分别提供了三种服务软件（如表1），利用状态感知服务接口，通过串口、蓝牙、Zigbee、Wifi等守护进程，实现对温度、湿度、空气质量、风雨、煤气浓度等参数的采集；通过SOCKET服务接口可接收内外网客户端直接下达的控制指令，并将控制指令转化为各类控制参数，经由串口、蓝牙、Wifi等接口发出；WEB服务接口为移动或固定客户端提供人性化操作界面，并能够实时展现联网设备状态参数，实现控制逻辑的组合，从而增强用户友好性。系统采用轻量型Web服务器Raspkate作为其服务端，该服务端提供了标准的静态文件访问和RESTful API两种控制方式，因而可以依据控制功能的不同，依据类型定义注册不同的控制处理程序，从而实现对底层硬件与网络的控制。
3.2 客户端软件
客户端软件的载体分为手机和计算机两类，其功能主要是为用户提供家居设备参数图形化展示与控制接口。为实现一次开发，多平台公用的设计目标，客户端采用成熟的响应时布局，能够动态适应客户端屏幕，以极小的数据传输获取更多的信息。通过将设备进行分组和控制UI定向设计，用户能够十分方便的查看各类智能家居设备的状态，并能以图形化方式设置控制参数，下达控制指令。
4 结语
本文设计了一种利用多种控制网络的智能家居系统，详细介绍了系统的整体架构，给出了几种重要的硬件装置和服务器软件的实现方法，并用具体应用实例验证了系统的功能。与其它智能家居系统不同，本系统不仅可以实现家居内电气设备之间的互联互通，还可以将整个家居系统连接至互联网，实现家居与社区之间以及家居与互联网之间的信息共享，真正实现一个物物相连的智能家居网络。
智能家居nrf24l01(四)
一种基于RFID技术嵌入式矿山安全监控系统设计
摘 要： 针对矿山的安全管理，设计一种基于RFID技术的矿山安全智能监控系统。系统采用MF RC500专用读写芯片，以嵌入式处理器作为信号控制平台，实现了矿山温湿度、瓦斯检测和定位监测功能。 关键词： RFID； STM32F103RBT6； ARM； nRF24L01； 智能监控
中图分类号： TN911.7?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2013）03?0055?03
0 引 言
目前在大部分的中小型矿山中还不能全面的使用高端电子产品，效益好的矿山里用上了GPRS定位系统，但因成本过高不能应用到每一个工人的身上。由此设计了这套基于射频技术的矿山安全监控系统，这套设备具有比GPRS更高的发射频率为2.4 GHz，具有更强的穿透能力。一个总台可同时监控125个分点的温度、湿度和瓦斯浓度值以及所在区域矿工的具体身份、位置信息，可根据实际的环境设定各项检测数据的报警值[1?3]。
1 硬件设计
整个系统采用模块化设计， 硬件结构由微处理器、传感器、A/D转换（STM32F103RBT6内部A/D转换器）、键盘控制、显示电路、备用电源组成，硬件电路框图如图1所示。系统中分点微控制器和总台微控制器均采用STM32F103RBT6[4]。分点微控制器主要采集传感器所收集的环境数据；通过射频模块收集各分点在监控区域内的矿工具体位置、身份数据；控制射频模块将收集的各项信息传送给控制总台。总台微控制器主要控制射频收发总台收集各分点的具体数据；出现危机情况时启动报警系统；通过键盘接收人为信息调整系统控制数据；将总台的运转信息如实的显示在显示器上。在各个模块中还添加了UPS电源模块，防止出现特殊情况断电使各个模块不能正常工作。
1.1 传感检测电路
温度采集模块采用美国DALLAS公司生产的一线数字温度传感器DS18B20，测温范围是-55～125 ℃，与单片机交换信息仅需要一根I/O线，其读/写及温度转换的功率也可来源于数据总线，而无需额外电源，节省I/O口且成本不高[5]。
线性电压式集成湿度传感器HM1500LF湿度测量范围为5%～99% RH， HM1500采用恒压供电，内置放大电路，能输出与相对湿度呈线性关系的电压值。通过A/D转换后可得到非常精确的湿度值。
瓦斯浓度传感器KGS?20是以二氧化锡为基本敏感材料，专门用于可燃气浓度检测的一种半导体型气体传感器。有极高灵敏度和极快的响应速度且功耗低。用于对瓦斯等可燃气浓度的检测。工作温度为-22～50 ℃；工作湿度范围为0%～95%RH；采用直流电源供电，电压范围为3～5 V，非常适用于对瓦斯等可燃气浓度的检测。负载电阻RL上的电压变化可以反映出传感器敏感组件的电阻RS的变化。传感器内部电路如图2所示[6?7]。KGS?20输出的模拟信号经A/D转换后可得到非常精确的浓度值。
1.2 键盘和显示电路
为操作方便需要较多的控制按钮，而总台微控制器STC89C52RC有多余的I/O口，这里采用4×4的矩阵键盘接总台微控制器P1口；设0～9十个数字键和6个功能键（开机、关机、选频、调节、显示、复位）。这样操作起来简单又直观。
中文字库的128×64是一种具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨率为128×64， 内置8 192个16×16点汉字，128个16×8点ASCII字符集。利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。可以显示8×4行，16×16点阵的汉字，也可完成图形显示。这样就可以直观的一次性显示一个分点的所有信息。
如图3所示的显示电路，可以根据当时天气或用户的习惯调节液晶显示器的亮度。
1.3 读写和控制模块
系统的关键部件是读写器，它由微处理器、外围扩展器件、读写芯片、射频天线、串行通信接口等几部分组成。接上串行口和+5 V电源之后不仅可以读卡而且可以与计算机进行通信。读写器是由STM32F103RBT6型ARM控制专用读写芯片（MF RC500）组成，其系统原理图如图4所示[8?9]。
1.4 数据收发控制
无线射频模块收发模式有ShockBurstTM收发模式和直接收发模式两种，nRF24L01收发模式由器件配置字决定，具体配置将在器件配置部分详细介绍。在ShockBurstTM收发模式下， nRF24L01自动处理字头和CRC校验码。在接收数据时，自动把字头和CRC校验码移去。在发送数据时，自动加上字头和CRC校验码，这样数据就非常的准确。本系统采用ShockBurstTM收发模式[10]。
2 程序设计
系统采用C语言编程，在编写程序时采用模块化编程方法，将程序分为主程序、通信、键盘中断、模/数转换、温度数字信号的采集和转换、键盘5个模块。这样增加了程序的可读性、可移植性，使软件的功能扩展更灵活。程序设计流程图如图5所示。
3 结 语
本系统可以根据实际的环境手动设置各项检测数据的上下限报警值。射频技术具有很强的抗干扰能力，在各种恶劣的环境下可进行无线监控。一旦出现危机情况可在第一时间发出警报，人员抢救过程中可清楚的知道每位矿工的具体位置。在这套设备的监控下将减少更多不必的损失，给更多的矿山工作人员带来更大的安全指数。
参考文献
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http://m.zhuodaoren.com/shenghuo367781/
推荐访问:nrf24l01程序 nrf24l01电路图
