没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
毕业设计之基于NRF24L01的IMU数据无线传输系统设计.docx
0 下载量 163 浏览量
2023-11-17
14:22:05
上传
评论
收藏 110KB DOCX 举报
温馨提示
试读
20页
毕业设计之基于NRF24L01的IMU数据无线传输系统设计.docx
资源推荐
资源详情
资源评论
设 计 题 目:
基于 NRF24L01 的 IMU 数据无线传输系
统设计
2011 年 1 月 18 日
毕 业 设 计 开 题 报 告
1.结合毕业设计情况,根据所查阅的文献资料,撰写 2000 字左右的文献
综述:
文 献 综 述
1.1 数据无线传输系统设计的研究背景
数据是指用来描述客观事物的数字、字母、符号等等
[1]
,随着科技的进步,人类社
会已经进入了数字化信息化的时代,因而数据传输的质量和速度都提出了更高的要求。
针对目前信息化的状况,原有的有线传输系统虽完成了数字化与网络化,但复杂的布线、
高昂的维护成本使的网络节点的分布范围受到了很大的限制,这在很大程度上阻碍了数
据传输信息化的深入与普及。因此,对于无线数据传输的需求日益迫切。
无线数据传输就是指利用无线电波作为数据传输的媒介,将本地计算机或其他设备
的数据信息调制到载波频率上发射,从而和远程终端之间实现通讯的技术
[6]
。它涉及到
计算机技术、信息技术、以及网络技术等多个学科领域。通过无线传输系统,人们可以
获取远端设备的运行情况以及各种参数指标,通过对采集到的数据的分析从而实现远程
管理、远程控制等功能。
近十几年来,随着移动通信技术飞速发展,越来越多的信息采集和远程控制系统采
用了无线数据传送技术。与有线数据传输相比,无线数据传输布线成本低、安装简便、
便于移动的优点,使其在遥控遥测、门禁系统、无线抄表、小区传呼、工业数据采集、
无线遥控系统、无线鼠标等领域都得到了广泛的应用,而且它在高科技领域的应用也正
在迅猛发展,比如卫星、导弹、无人侦察机等的数据采集,遥控机器人等的控制,以及
一些监控设备等。
此外,在现代军事通讯领域方面,无线传输技术也有重要的战略地位。在未来高科
技战斗中,由于军事卫星通讯手段在未来战争中容易被摧毁且难以紧急恢复,所以人们
可以利用无线短波、超短波等方式实现数据是无线传输,因而取得战争中的主动权
[8]
。
民用方面,在一些线路架设比较困难的地方,或者有天然的阻隔的地理条件较复杂较恶
劣的地方数据的无线传输便显示出了巨大威力。无线传输还便于通讯设备移动,具有明
显的灵活性。
1.2 数据无线传输的发展现状及前景
进入二十一世纪,无线数据通讯技术在我国蓬勃发展,也得到了信息产业部以及
各行各业的高度重视,因为任何有线数据传输网络只能是网状覆盖,而无线数据传输网
可达到真正的面覆盖。目前主要的短距离无线数据传输技术主要有蓝牙、Zigbee、
IEEE802.11x、微功率短距离无线通讯技术
[10]
,与已具备相当规模的无线长距离通讯网
络(比如蜂窝移动通讯网、卫星数据通讯)相比,短距离无线通讯系统在基本结构、服
务范围、应用层次以及通讯业务(数据、话音)上,均有很大不同。下面分别介绍这几
种无线传输技术。
蓝牙技术(Bluetooth)主要面对网络中的各种数据和语言设备,通过无线方式将
它们连接起来,从而方便快速的实现数据传输,它使用 2.4GHZ 的 ISM 频段,最大传输
率 1Mbit/s ;IEEE802.11x 的技术标准是无线局域网的国际标准,也是用 2.4GHZ 的 ISM
频段,协议主要在 OSI 的物理层和数据链路层,虽然传输速度快,但此类设备比较昂贵,
技术复杂;Zigbee 是一种新型的短距离、低速度、低功耗无线网络技术,是一种介于无
线标记技术和蓝牙之间的技术,基于 IEEE 无线个人区域网标准,数据传输速率通常为
10kb/s 到 250kb/s,有效覆盖范围 10 到 75 米,由于其协议简单、成本低、网络容量大
等优点,使其在无线传感网络中得到广泛的应用。
在未来,短距离无线数据传输将向着更高传输速率、更高传输精确度的方向发展,
而且传输设备的成本也会进一步降低,传输协议也会进一步简单,从而是短距离无线通
讯走入我们的生活,给我带来更多方便。
1.3 本课题研究的意义
本次课题研究的内容是通过 C8051F020 单片机控制无线数据传输芯片 NRF24L01,
以此来实现数据的无线传输,无论是在国防军事方面,还是民用通讯方面都有很重要的
研究意义。
惯性测试单元(IMU)具有的特点是实时性,因为零偏会随着时间的变化而变化,
必须随时进行跟踪 。当系统装入弹体后,必须通过无线数据发送模块将系统实时的零
偏、标度因数等参数随时发送到地面,这样可以得到实时的数据,进行实时解算,得到
解算的参数,从而可以对导弹的飞行姿态等各种参数进行实时的调整。所以,本课题通
过单片机控制,将 IMU 采集到的数据实现短距离的无线传输,在测试领域具有重要的意
义。
毕 业 设 计 开 题 报 告
2.本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段(途径):
2.1 本课题研究的问题
学习 C8051F020 单片机工作原理,用 C 语言编写单片机程序,控制单片机采集 IMU
的输出,并将其转换为数字数据,传输给无线射频模发射块(NRF24L01 无线传输芯
片)。用同样的原理设计无线接收模块,将无线发射的数据接收,并通过串口传送数据
给上位机。
2.2 方案介绍
2.2.1 方案的整体设计思路
通过单片机(C8051F020)将 IMU 单元输出的六路模拟数据采集,再利用单片机内部
的 AD 转换部分将模拟信号转换成数字信号,然后通过 SPI 总线将数据传输给无线发送
芯片(NRF24L01) ,无线发送芯片将数据发送出去。同样,接收端单片机(C8051F020)通过
SPI 总线控制接收端芯片,将无线传输过来的数据接收,并将数据传送给上位机,从而
实现了对 IMU 数据的采集、转换、无线传输、以及存储。
系统整体流程图如图 1 所示:
发送端单片机
C8051F020
上位机
IMU模拟数据
无线射频芯片
NRF24L01
接收端单片机
C8051F020
无线射频芯片
NRF24L01
图 1. 整体设计流程图
2.2.2 数据采集模块
单片机 C8051F020 内部有实现数据转换所需要的 ADC 和 DAC,其中 ADC 有两个,一
个是 9 通道 12 位分辨率的逐次逼近寄存器型 ADC,另一个是 8 通道 8 位分辨率的逐次逼
近寄存器型 ADC,转换方式、速率等都可通过程序设置。
剩余19页未读,继续阅读
资源评论
猫一样的女子245
- 粉丝: 94
- 资源: 2万+
上传资源 快速赚钱
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
信息提交成功