本方案是一个带PoE的ESP32LAN8720板的构建设计。以太网转WiFiESP32是乐鑫著名的WiFi模块。他们有一个名为ESP-IDF的官方物联网开发框架，可以使用自定义固件对ESP32模块进行编程。ESP32是一个WiFi模块，它有一个RMII接口，我们可以用它来连接以太网接口。根据维基百科，RMII是Reducedmedia-independentinterface；一种减少将PHY连接到MAC所需的信号数量的标准。WiFi和以太网之间的桥梁将开启许多需要更高带宽和吞吐量的应用。局域网8720ESP-IDF支持一些以太网收发器。Microchip的LAN8720就是其中之一。有一个模块可以买到，它有一个带有LAN8720芯片的RJ45磁力插孔。但是，由于几个原因，将此模块直接与ESP32板连接并不简单。50MHz时钟需要由RMII接口控制。但是该模块中没有外部引脚可以访问SMD晶振的EN连接器。还应使用跳线连接引脚，这会使事情变得一团糟。因此，解决方案是构建一个具有所有所需连接的定制PCB。这就是我在这里所做的。电源由于我们使用有线连接来建立WiFi连接，因此我们可以使用相同的有线接口为整个平台供电。以太网供电(PoE)的流行概念由此而来。在典型的PoE应用中，以太网线提供了我们无法直接与ESP32或我们设计中使用的任何其他部件一起使用的替代电压电源。我们需要对该电源波形进行整流和调节以获得干净的直流电源输出。市面上流行的产品，我选择了输出电压为12V的AG5300PoE模块，通过一组线性稳压器来驱动PCB和ESP32模块。如果不想使用PoE，该板还支持通过USB电缆供电，就像通常那样。只需不要插入这个AG5300模块，而是将USB电缆插入ESP32，开发板将使用来自USB的电源为PCB和组件供电。电潜模块市场上有一些ESP32变体。它们具有不同的引脚设置和不同的ESP32版本。我在设计中使用的版本是ESP32-WROOM-32U，引脚设置如下图所示，选择合适的。把所有模块连接在一起在实际开始使用模块之前，您需要安装ESP-IDF和所有相关的依赖项。有关安装说明，请参阅官方文档。ESP-IDF有一些示例代码以ESP32-LAN8720桥接器开始。请参阅此GitHub存储库以开始使用。如果一切顺利，您将看到如下输出；如果您对此项目有任何想法、意见或问题，请在下方留言。

本文将介绍方案使用Li-Fi的无线音频传输设备的制作过程Li-Fi简介Li-Fi（也写作LiFi）是LightFidelity的首字母缩写，是一种无线通信技术，它利用光在设备之间传输数据和位置。它能够在可见光、紫外和红外光谱上高速传输数据。在目前的状态下，只有LED灯可以用于可见光下的数据传输。就其最终用途而言，该技术与Wi-Fi类似——关键技术区别在于Wi-Fi使用射频在天线中感应电压来传输数据，而Li-Fi使用光强度调制来传输数据。Li-Fi理论上可以以高达100Gbit/s的速度传输。Li-Fi在其他易受电磁干扰的区域（例如飞机机舱、医院、军队）安全运行的能力是一个优势。Li-Fi调制器RedPitaya有2个快速模拟射频输出，如下图所示：激光二极管只能以数字形式传输光脉冲，即1s和0s，如果激光二极管打开则为1，如果激光二极管关闭则为0。RF输出的规格为±1VMax。幅度和DC-40MHz。因此，为了给激光模块供电，晶体管被用作开关。Li-Fi调制器电路图Li-Fi调制器所需的东西RedPitayaSTEMlab125-10入门套件性能板和焊接套件BNC连接器SMA到BNC转换器激光二极管模块NPN晶体管(BC547)电阻(1k)电线和跳线构建Li-Fi调制器取一个BNC连接器并将电线连接到其端子取一块穿孔板，根据电路图将包括BNC在内的组件与电线焊接在一起将SMA转BNC转换器连接到RedPitaya最后将调制器的BNC连接到RedPitaya分析Li-Fi太阳能电池的性能选择合适的太阳能电池不同的太阳能电池提供不同的输出功率，解调器输出中的噪声量也不同。将要分析的太阳能电池连接到输入探头，打开示波器和函数发生器应用程序，分析不同频率的输出波形以相同方式分析不同太阳能电池的输出太阳能电池#1响应太阳能电池#2响应Li-Fi解调器Li-Fi解调器是一个带有音频放大器和太阳能电池的独立设备，用于解调接收到的光信号。需要一个电位器来根据太阳能电池和环境调整输入信号的电平。这也是为了降低噪音水平。太阳能电池接收器将接收到的光信号转换成相应的电压电平，然后输入放大器提供所需的增益，然后放大的信号输入扬声器，当频率在人耳可听范围内-约20Hz到20kHz我们将能够听到声音。Li-Fi解调器电路图Li-Fi调制器所需的东西性能板和焊接套件/面包板LM386音频放大器IC太阳能电池10k电位器（预设）电容器-1×0.047uF、3×10uF、1×220uF电阻器-10欧姆扬声器8欧姆，0.5W9V电池和盖子电线和跳线如果使用4欧姆扬声器，则为4欧姆线圈构建原型使用面包板收集组件和原型组装原型使用RedPitaya函数发生器测试原型测试设置构建Li-Fi解调器将电路组装在穿孔板上并完成焊接。使用Python生成钢琴音乐SCPI服务器RedPitaya板可以使用MATLAB、LabVIEW、Scilab或Python通过LAN或无线接口通过RedPitayaSCPI（可编程仪器的标准命令）命令列表进行远程控制。SCPI接口/环境通常用于控制用于开发、研究或测试自动化目的的T&M仪器。SCPI使用一组由仪器识别的SCPI命令来执行特定操作（例如：从快速模拟输入获取数据、生成信号以及控制RedPitaya平台的其他外围设备）。当需要进行复杂的信号分析时，SCPI命令非常有用，其中软件环境（例如MATLAB）提供了强大的数据分析工具，SCPI命令可以轻松访问RedPitaya板上采集的原始数据。特征使用MATLAB、LabVIEW、Scilab或Python快速编写控制例程和程序编写测试脚本和例程直接使用PC进行快速测量解释RedPitaya上SCPI的框图Python上的SCPI命令Python中的RedPitaya模块提供了易于实现的方法。有关SCPI的更多信息，请参阅文档。以下SCPI命令用于在Python中设置快速模拟输出通道的频率：其中f是要输出的期望频率。演奏音色要弹奏键盘音符，我们需要知道每个音符的频率。为简单起见，我取了第5个八度。这是来自Digilent参考的图片：具有所需延迟的歌曲的键盘音符的相应频率将被发送到SCPI服务器。参考本仓库Python目录下的代码。带多个接收器的Li-Fi音频系统反射太阳能电池为了让多个接收器接收相同的光信号，需要一个反射太阳能电池，如下图所示。这种特定类型的太阳能电池会吸收一些落在其上的光并反射其余的光。多接收器设置框图将为此模型建造两套接收器最终设置如何使用代码Play_Music.py文件包含生成钢琴音乐的代码。我已经设置了对应于第5个八度的频率，但是，您可以修改代码并添加其他功能。弦乐音符包含特定歌曲的键盘音符和延迟。您可以通过编辑音符字符串来播放您选择的任何音乐。例如，“伦敦桥正在倒塌”的钢琴音符被给出为并且，“玛丽有只小羊羔”的注释是这样的您可以以相同的方式为任何其他钢琴歌曲编写音符。该方案所用到的一些代码如果您对此项目有任何想法、意见或问题，请在下方留言。

图片交换通信系统(PECS)允许具有很少或没有通信能力的人使用图片进行通信。使用PECS的人被教导接近另一个人并给他们一张想要的物品的图片以换取该物品。通过这样做，该人能够发起通信。患有自闭症的儿童或成人可以使用PECS来传达一个请求、一个想法或任何可以合理地显示或象征在图片卡上的东西。我知道你可以买到这样的板，但它们不够便宜或不够灵活。您也可以使用平板电脑，但Scott已经砸坏了2部智能手机和我的平板电脑。这个坚固，便宜并且有很多选择。所以你也可以只做几个。优点是按钮被分配给单独的mp3，然后您可以轻松地交换它们。您还可以为PECS使用任何语言。如果您不想自己录制单词，也可以使用文本转语音并将其下载为mp3。项目演示：第1步：设计和CAD文件我选择了这种形状和大小，这样它就可以很好地拿在手里，而且符号很容易看到。按钮大小也非常适合运动技能差的人。我在Sketchup中画了一个案例以更好地了解它。由于零件是用3毫米MDF激光切割而成的，因此我做了一个分层结构。然后我在QCAD中绘制了所有零件并将它们激光加工出来。要将它们与我的激光切割机一起使用，我必须将dxf文件转换为svg文件。所有文件都在这一步，也可以在这里下载。铝箔键盘.svg最终案例.svg最终案例.dxf第2步：外壳外壳由经过激光切割的3毫米MDF板制成。当然，它也应该与业余锯一起使用。第1、3、4和5部分粘在一起。将3毫米螺母插入第4部分。这些螺母用于稍后用3毫米螺钉固定盖子2。然后将1、3、4和5的结果粘到8上。6,8和9也粘在一起，3mm螺母也插入8中。这些将盖子7固定到位，因为这是可拆卸的以更换盖子床单。第3步：键盘矩阵对于十六个按钮，我制作了一个DIY薄膜键盘。自粘垂直铜条粘在底部。上侧由粘合剂铜箔组成，从活页粘合剂水平粘贴到塑料板上。纸板用于分离两个箔。然后电线现在可以焊接到铜条上，四个焊接到背面，四个焊接到膜上。第4步：封面带有图片的封面只是一张打印的图片，已经为其创建了模板，这样您就可以毫无问题地自己制作它们。然后，将纸张简单地密封在层压箔中，以保护图片免受磨损。或者，您也可以在正面贴上透明薄膜。沿着黑线剪掉。现在插入纸张并拧上盖子。第5步：电子产品所有电子设备都安装在PECS板的背面。整个事情的核心是一个运行在8MHZ的ArduinoProMini，所以它只需要3.3V。带有微型SD卡的DF迷你播放器负责声音。TP4056充电模块对电池进行充电和控制。充满电的LIIO电池的最大电压为4.2伏。Arduino和DF迷你播放器仍可在3.2伏电压下工作，因此一切都非常适合电池操作。DF迷你播放器有2瓦的输出功率，已经足够了。它的TX和RX线连接到Arduino。这允许微控制器直接检索文件。我在这里为DFmini编写了一个小手册。它的USB+和-线焊接到USB连接器上。这样就可以将MP3直接从PC写入SD，而无需将其删除。同时，电池通过USB连接器充电。矩阵的8根线也焊接到Arduino上。微控制器上的分压器监控电池状态，并在3.3V时发出“电池电量低”警告。ArduinoProMini的VCC用于为控制器供电，因此我绕过了3.3V稳压器。通常，使用RAW输入，这对于3.7V电池操作没有意义，因为我必须在这里施加至少4伏的电压。充满电的电池仍然可以工作，但不会持续很长时间。5毫米LED已被磨平，因此它不会在前面突出，并且光线现在是漫射的。零件清单：1xArduinoProMini3.3V8Mhz1个DF迷你播放器1个微型SD卡1xTP40561x扬声器8Ohm40mm直径1x电池3.7V1700mAh（可多可少安培）1x微型USB分线板1x微动开关1x5mmLED1x220R电阻器R31x12k电阻器R21x33k电阻R1该软件可以在这里找到https://github.com/awall9999/ScottCom第6步：软件我在ArduinoIDE中使用了几个选项卡来保持编程更清晰。下面是函数的一些解释如您所见，该软件由主程序（Tablet-Mini03）、BattMonitor、Matrix和PlayVoiceTab组成。主程序定义了所有使用的变量。否则，它会检查是否按下了某个键。计时器检查没有按键被按下的时间，以便在5分钟后通过声音提供信息，表明电路板仍处于开启状态(030.mp3)。每3分钟检查一次电池状态。如果电压低于3.3V，则会播放电池电量不足警告(020.mp3)。BattMonitor使用主程序中的analogReference(INTERNAL)工作。这会将测量参考设置为1.1伏。R1(12K)和R2(33K)用作分压器。这可以在这里计算：/https://www.peacesoftware.de/einigewerte/spannungsteiler.html通过这种方式，Arduino可以监控电池并在3.3V时将变量BatteryLow设置为true。矩阵，逐行扫描，然后每行扫描单个按钮。如果在扫描过程中按下了按钮，则会将其记录在ResultMatrix变量中。该值通常为“0”。否则，该变量包含按下的按钮的编号。PlayVoice部分通过串行接口控制DFMINIPLAYER。我没有使用现成的LIB，但我已经编写了自己的控制软件。此选项卡由3个VOID组成。voidResetVoice，向DFMini发送复位序列。（停止声音文件）voidVolumeVoice，设置音量。voidPlayVoice，播放之前设置的声音文件。DFDataFile[]={0x7E,0xFF,0x06,0x0F,0x00,0x01,0x00,0xEF}是传输到DFMINI的数据，其中第六个数据串定义了声音文件（粗体）。然后这个数据集通过For循环简单地发送到DFMINI。该软件可以在这里找到https://github.com/awall9999/ScottCom第7步：DF迷你播放器中SD卡的文件结构使用微型USB电缆将Pecs板连接到PC文件夹01在根目录中访问，但您可以创建多个，然后通过重命名在模板之间切换。然后将MP3文件上传到文件夹中，其中001.mp3代表第一个按钮，016.mp3代表最后一个按钮。020.mp3应包含指示电池电量低的文本（例如BatteryLow）。030.mp3应包含指示该设备有一段时间未使用但仍处于开机状态的文本（例如，您好，您忘记我了吗？）。免费文本转语音和文本转MP3https://ttsmp3.com/第8步：PECS委员会这是原型。我已经对外壳进行了一些更改（已更新cad文件）。现在螺丝合适了，盖子上还加了一个。对于组件的放置，我现在还提供了切口，以便一切都可以更好地固定到位。然而，在外部，一切都没有改变。目前，我在黑板上有音乐和声音文件，以便Scott可以学习如何使用它们。这似乎已经奏效了。下一步将是将食物和饮料的图片放在PECS板上，以便Scott可以在餐桌上表达他的愿望。我也会试着和他练习颜色、动物或其他日常用品，让他有办法与我们交流。第9步：要做的事情添加了调节音量的可能性。再次按下相同的按钮停止声音文件（这对于较长的文件可能是有利的）。从Arduino上拆下稳压器和板载电源LED，使板进入待机状态。通过移除这些组件，睡眠模式下的功耗将会降低。这些将会更新在我的GITHUB上，欢迎关注查阅。

在这个教程中，我将解释如何为您的桌面制作一个装饰性的小显示器。它通过USB连接到您的PC，您可以上传您想要的任何图像(240*240BMP)。它使用Arduinopromicro进行串行连接和ST7789LCD显示器，我决定使用火柴盒作为外壳，因为它尺寸完美，看起来非常酷。这个项目非常适合初学者，而且制作成本低廉。视频演示：元件清单：ArduinoPro微型板ST7789240*240液晶显示器USB电缆火柴盒（我使用的是3.5*4.5*1.5厘米）电线工具：热胶枪（带热胶）解剖刀烙铁（带焊锡）规则斜口钳（剪线用）软件：ArduinoIDE（AdafruitGFX和ArduinoST7789快速库）板卡驱动要上传的Arduino代码和图像CoolTerm（用于串行COM）第1步：连接和代码我使用的是专业微型板，所以我必须安装正确的驱动程序并将其添加到ArduinoIDE的板管理器中。（点击查看有关promicro的相关信息及代码）您还可以使用Arduinonano或任何集成了串行COM的Arduino板。请下载代码并将其上传到您的电路板（我使用了cbm80amiga的代码，只是避免了在显示屏上显示上传时间的一行）。它还包含一些图片，因此您可以对其进行测试。首先在面包板上测试电路，以在焊接前检查一切是否正确（要进行测试，请检查“上传图像”步骤）。连接：LCD---------Pro微板地--------->地VCC--------->VCCSCL--------->D15（SCK引脚）SDA--------->D16（MOSI引脚）RES--------->D8直流--------->D7黑色--------->NC警告：如果您使用的是与promicro不同的板，请确保将SCL和SDA正确连接到您的Arduino，因为SCK和MOSI可能位于不同的引脚（例如D13和D11）我按照图表进行了所有连接，焊接了短线，这样它们就可以很好地固定在盒子上（大约5厘米长的电线）。测试显示器，看看你是否焊接好（测试请检查步骤“上传图像”）第2步：火柴盒外壳我的火柴盒尺寸非常适合显示器（3.5*4.5*1.5厘米）。我首先选择了我想要的屏幕位置并为它切了一个正方形（2.6厘米），我粉碎了火柴盒，这样我就可以将它切平，确保只切盒子的正面。将promicroboard放在盒子的滑动部分并标记USB端口的位置，以便我们可以连接电缆，您可以在端口周围使用标记并将其粘在纸板上，以便完美切割。现在我们准备把它全部粘上，首先在promicro的平面上添加胶水并将其粘贴到位（你为USB端口打孔的地方）我在电路板上添加了更多的胶水以确保它不会移动，因为我们将使用usd端口。把你的电线整理在盒子里，这样你就可以把显示器放在适当的位置，确保粉碎电线，使显示器平整，我们可以滑动盖子。在显示器下方和周围添加大量胶水，并在其冷却时将其固定到位（确保不要烫伤手指）滑动盒子的盖子部分并将孔与屏幕对齐，我添加了一点胶水，这样两个部分粘在一起并且不会划伤显示器。您可以使用盒子中的方块覆盖屏幕并留下一个小窗口。第3步：上传图片我们将使用CoolTerm以BMP格式和240*240像素发送图像以进行串行通信。您可以在photoshop上将图像编辑为240*240并将其导出为BMP文件。-将arduinopromicro连接到您的PC，并确保它在您的设备管理器上显示为串行端口。-运行Coolterm，它会显示所选的COM端口和波特率（我们将上传到115200，因为它会上传得更快）-单击“连接”、“选项”并确保从promicro中选择正确的COM端口和115200的波特率，然后单击“确定”。-现在我们已经设置好了，我们可以“连接”，它会显示连接的时间和发送的字节数。-我们可以将我们的BMP图像拖放到CoolTerm上或单击“连接”、“发送文本/二进制文件”然后单击“所有文件(*.*)”并选择要上传的图像。-它将开始上传，上传需要21秒，您一次只能发送一张图片，它会像视频一样上传在最后一张的顶部。希望你觉得这个项目很有趣并想做一个，我想看看你的火柴盒展示。

使用ESP32和BlynkApp通过WiFI+蓝牙+手动开关控制8个继电器。解释了电路和源代码。硬件部件：DFRobotFireBeetleESP32物联网微控制器（支持Wi-Fi和蓝牙）×1个SeeedGrove-2通道SPDT中继×1个软件应用程序和在线服务：ArduinoIDE手动工具和制造机：烙铁（通用）在这个物联网项目中，我展示了如何使用BlynkApp来制作带有手动切换功能的ESP32WiFi蓝牙家庭自动化系统，以控制8个具有和不具有互联网的家用电器。如果互联网不可用，则可以通过移动蓝牙和手动开关控制家用电器。在本文中，我展示了制作此智能家居系统的所有步骤。ESP32控制智能继电器具有以下功能：如果有WiFi，请使用BlynkApp控制家用电器。如果WiFi不可用，请使用BluetoothApp控制家用电器。用手动开关控制家用电器。在Blynk应用程序中监控实时反馈。无需互联网即可手动控制家用电器。

这是我所拥有的最小的SDR收音机。可以放在口袋中，同时具有非常宽的频率范围50kHz-2GHz。包括所有模拟模式AM/NFM/WFM/SSB/CW。它在WFM广播电台中解码RDS。这是一个基于俄罗斯著名SDR项目“Malachite-DSP”的中文克隆版本。上述所有功能都需要从俄罗斯“Malachite-DSP”团队购买并安装原始固件更新。激活码的价格约为50美元。

了解如何在移动设备，ArduinoUNO和HC-05蓝牙模块中使用Android应用程序控制伺服电机。硬件部件：ArduinoUNO×1个HC-05蓝牙模块×1个SG90微型伺服电机×1个软件应用程序和在线服务：MITAppInventor2手动工具和制造机：10个跳线套件，5厘米长面包板，170针伺服电机是一种闭环系统，它使用位置反馈来控制其运动和最终位置。RC伺服电机在相同的原理上工作。它包含一个小型直流电动机，通过齿轮连接到输出轴。输出轴驱动伺服臂，并且还连接到电位器（电位计）。电位计向伺服控制单元提供位置反馈，在此将电机的当前位置与目标位置进行比较。根据错误，控制单元会校正电动机的实际位置，使其与目标位置相匹配。通过通过信号线发送一系列脉冲来控制伺服电机。控制信号的频率应为50Hz或每20ms产生一个脉冲。脉冲的宽度决定了伺服器的角度位置，这些类型的伺服器通常可以旋转180度控制线用于传达角度。该角度由施加到控制线的脉冲的持续时间确定。这称为脉冲编码调制。伺服器希望每20毫秒（.02秒）看到一个脉冲。脉冲的长度将决定电机旋转多远。例如，一个1.5毫秒的脉冲将使电动机转到90度位置（通常称为空挡位置）。如果脉冲短于1.5毫秒，则电动机会将轴旋转到接近0度的位置。如果脉冲长于1.5毫秒，则轴将更接近180度。电路原理图：首先，使用Arduino连接伺服电机。将两个伺服电机的黑线连接到Arduino的GND将两个电机的橙色线连接到Arduino的5V将第一个电机的橙色线连接到Arduino的引脚9首先，在没有蓝牙的情况下使用以下arduino代码测试Servo电机扫描功能：#includeServomyservo;//createservoobjecttocontrolaservo//twelveservoobjectscanbecreatedonmostboardsintpos=0;//variabletostoretheservopositionvoidsetup(){myservo.attach(9);//attachestheservoonpin9totheservoobject}voidloop(){for(pos=0;pos//instepsof1degreemyservo.write(pos);//tellservotogotopositioninvariable'pos'delay(15);//waits15msfortheservotoreachtheposition}for(pos=180;pos>=0;pos-=1){//goesfrom180degreesto0degreesmyservo.write(pos);//tellservotogotopositioninvariable'pos'delay(15);//waits15msfortheservotoreachtheposition}}输出结果：之后，与Arduino建立蓝牙模块的连接。将蓝牙模块的VCC连接至Arduino的5V将蓝牙模块的GND连接至Arduino的GND将蓝牙模块的TX连接至Arduino的Rx引脚将蓝牙模块的RX连接至Arduino的Tx引脚用于蓝牙控制的Arduino代码：#includeServomyservo;constintPin=9;//myservopin3PWMcharText;StringSpilt;Stringangle;intpos=0;//variabletostoretheservopositionintk1;voidsetup(){Serial.begin(9600);pinMode(Pin,OUTPUT);myservo.attach(Pin);}voidloop(){if(Serial.available()){Text=Serial.read();Spilt=Spilt+Text;if(Text=='*'){Serial.println(Spilt);Spilt=Spilt.substring(0,Spilt.length()-1);//Deletelastchar*k1=Spilt.indexOf('*');angle=Spilt.substring(0,k1);myservo.write(angle.toInt());delay(15);Spilt="";}}}上载程序后，重新连接TX和RX，并确保手机已与相应的Bluetooth模块配对。连接到Android手机的步骤如下：打开蓝牙模块的电源，然后转到Android设备上的设置。配对设备。在某些电话上，此步骤必须执行两次才能配对。确保准备好PIN码（大多数BluetoothMate的默认设置为“1234”）>开启两个设备的电源>在Android“设置”应用程序的Bluetooth图标下搜索模块。将设备与手机配对后，打开BTServo应用程序。使用列表连接到并找到包含文本HC-05的正确设备名称。

你是否抱怨过家里的WIFI信号弱？是否抱怨过WIFI网速太慢？下面这款WIFI信号枪由一位俄罗斯大神所制作，能最多接收三公里以外的WIF信号，且信号几乎无损。WIFI信号枪成品图WIFI信号枪的整体结构图WIFI信号枪所需的材料、零件按照设计图的比例搭建WIFI信号枪组装WIFI信号枪将天线焊接在铜片上焊接完毕后将天线与铜片组装起来组装完成后的成品图能收到来自三公里以外的WIFI信号，且信号几乎无损写在最后：此WIFI信号枪，构造简单，功能强大，所需材料也不难获得，都是日常生活中随处可见的。在日常生活中，只要你善于发现，富有创意，你也能动手创作属于你自己的发明！本文来源于BH9DDI，由电路城综合整理。

我们来看一个基于BLE的位置跟踪器和BLE信标。追踪器与LoRa技术配合使用，使它的范围达到了几十公里。硬件部件：Arduino101×1个软件应用程序和在线服务：ArduinoIDE基于GPS的位置跟踪是当今非常重要的服务之一。我们使用它来导航，并使用此来跟踪我们的货物位置。但是您听说过不使用GPS进行位置跟踪的情况吗？今天，我们将讨论使用BLE和LoRa技术制作位置跟踪器的想法。但是在此之前，我们将讨论使该应用程序成为可能的模块内部内容。我们有基于LBT01LoRa的GPS跟踪器和来自LoRa的BLE信标。什么是BLE？在开始研究和研究我们现有的BLE信标之前。我们需要了解BLE是什么以及它如何工作。BLE代表蓝牙低功耗。它是由蓝牙特别兴趣小组设计和销售的无线个人区域网络技术，旨在在医疗保健，健身，信标，安全性和家庭娱乐等行业中新颖地应用。目的是在保持相似的通信范围的同时，显着降低功耗和成本。低功耗蓝牙技术在与经典蓝牙技术相同的频谱范围（2.400–2.4835GHzISM频段）中运行，但使用不同的信道集。低功耗蓝牙具有40个2MHz信道，而不是经典的蓝牙79个1MHz信道。在信道内，数据使用高斯频移调制进行传输，类似于经典蓝牙的基本速率方案。比特率是1Mbit/s（在Bluetooth5中选择为2Mbit/s），最大发射功率是10mW（在Bluetooth5中为100mW）。低功耗蓝牙使用跳频来解决窄带干扰问题。经典蓝牙也使用跳频，但细节有所不同。结果，虽然FCC和ETSI都将蓝牙技术归类为FHSS方案，但低功耗蓝牙被归类为使用数字调制技术或直接序列扩频的系统。最大发射功率为10毫瓦（蓝牙5中为100毫瓦）。低功耗蓝牙使用跳频来解决窄带干扰问题。经典蓝牙也使用跳频，但细节有所不同。结果，虽然FCC和ETSI都将蓝牙技术归类为FHSS方案，但低功耗蓝牙被归类为使用数字调制技术或直接序列扩频的系统。最大发射功率为10毫瓦（蓝牙5中为100毫瓦）。低功耗蓝牙使用跳频来解决窄带干扰问题。经典蓝牙也使用跳频，但细节有所不同。结果，虽然FCC和ETSI都将蓝牙技术归类为FHSS方案，但低功耗蓝牙被归类为使用数字调制技术或直接序列扩频的系统。这里也使用LoRa技术，但今天我们不再讨论。内部LBT1LoRaWANBLE室内追踪器LBT1是一种远程/低功耗LoRaWAN蓝牙跟踪器。它类似于基于LoRaWAN的GPS跟踪器，我们之前使用了一些项目。您可以从这里查看或查看下面的视频。LBT1扫描并找到最近的i-Beacon信息，并通过LoRaWAN无线网络将其发送到IoT服务器。IoTServer应该为信标预先配置位置映射，以便跟踪LBT1跟踪器的位置。LBT1定位于人和物的室内定位。LBT1具有运动检测功能，它还将检测步行步骤并上行传输该值。LBT1由1000mA可充电锂电池和充电电路供电，目标是在较短的跟踪上行链路间隔内进行实时跟踪。LBT1的技术规格是：-单片机：STM32L072CZT6闪存：192KB内存：20KBEEPROM：6KB时钟速度：32Mhz这是来自Dragino的LBT1LoRaWANBLE跟踪器的简短介绍。现在，我们将讨论此跟踪器中的内容。当我们打开设备的白色外壳时，我们会看到Tracker的PCB。盖子上没有什么东西，除了覆盖LED的半透明硅和红色大按钮。进入PCB板时，我们有一个按钮，可以用作SOS按钮，也可以将其编程用于任何其他目的。我们有一个电源开关可以打开或关闭设备。除此之外，用于提供连接和控制设备的主要组件如下所列：BLE芯片：它具有Nordic的NRF52832BLE芯片。它是提供蓝牙连接性并覆盖BLEBeacon进行的所有通信的芯片。要对此进行详细研究，您可以从此处转到其数据表。基于STM32的微控制器：该跟踪器装有STM32L072CZT6微控制器。它是此Tracker的大脑和心脏。它控制节点内部进行的所有通信以及节点功能所需的所有其他必要控制部分。RFM95LoRa芯片：这是负责与此节点进行的所有基于LoRa的通信的芯片。它将节点连接到网关，并将数据发送到该网关。它也带有可弯曲的天线，该天线可弯曲到板下方。您可以从此处详细了解此内容，并从此处获取有关此模块的其他信息。我们还有一个电池管理芯片，一个编程器芯片和一个USB端口，通过它们我们可以对设备充电和编程。我们还有4个引脚，可用于对基于STM32的微控制器进行编程以根据我们的需求运行。引脚为RST，CLK，DIO和GND。在板子下面，我们有一个1000mAh电池，可为设备供电并保持打开状态。它是可充电电池。因此，所有这些组件共同构成了LBT1LoRaWANBLE室内跟踪器，可用于各种跟踪应用中。您可以从这里获取LBT1跟踪器。BLE信标内部到现在为止，我们已经讨论了什么是BLE，然后，我们打开并检查了LBT1LoRaWANBLE室内跟踪器的内部内容。现在，我们将了解什么是BLE信标以及其中的内容。为此，我们有来自Dragino的BLEBeacon。您可以从这里获取它们。顾名思义，BLE信标是通过蓝牙低功耗通信的信标。信标设备是小型无线电发射器，策略性地安装在各个位置，可以广播给定范围内的低能耗蓝牙信号。此范围取决于硬件功能。信标设备平均可以将BLE信号传输到80米。来自信标的BLE信号能够触发与该位置有关的特定操作。信标通过BLE通道发送一个ID号，大约每秒10次。信标附近的支持蓝牙的设备将获取此ID号，并执行为信标编程的任务。现在，我们将看到这些信标中的内容。打开信标的外壳时，我们看到了一个很小的简单PCB。它上面有一个按钮，用于打开或关闭信标。它还具有CR2032电池，该电池是光滑的3V纽扣电池，可为设备供电。由于BLE信号消耗的电量很少，因此该电池可持续使用4-5年。它具有电池座，陶瓷天线和晶体振荡器，但信标的核心是Nordic的NRF52832BLE芯片。该芯片负责与此信标在BLE上发生的所有通信。您可以从这里详细了解该芯片。所有信标都有其自己的ID号，以使其与其他信标区分开。基于BLE的室内位置跟踪器我们已经了解了制作此Tracker所需的组件，现在，我们可以继续了解此Tracker如何工作。跟踪器在要跟踪的对象具有指定移动路径的位置进行跟踪时很有用。那就是对象将一次又一次地穿越相同的路径。例如，如果我们需要跟踪仓库中某些自动驾驶自动叉车的运动。我们将要做的是，将LBT1LoRaWANBLE跟踪器放置在每个要跟踪的设备上，然后根据要跟踪的设备数量，选择合适的LoRaWAN网关并在其中进行配置以便将数据从跟踪器发送到网关。之后，我们将确定可以放置BLE信标的某些位置。需要选择周围障碍物较少的位置，因为这将有助于增加信标可以覆盖的范围。同样，信标的放置方式应使整个路径都被信标覆盖。现在，只要Tracker进入任何信标范围，带有Tracker的设备都将被移动。它将信标的ID号发送到网关，然后从网关发送到服务器，从那里可以轻松地检查数据。以这种方式，设备将能够对设备所遵循的路径进行检查，并且在某个时间点上接收信标ID的模式是否有任何变化。我们将知道设备遵循错误的路径。同样，信标的放置方式应使整个路径都被信标覆盖。现在，只要Tracker进入任何信标范围，带有Tracker的设备都将被移动。它将信标的ID号发送到网关，然后从网关发送到服务器，从那里可以轻松地检查数据。以这种方式，设备将能够对设备所遵循的路径进行检查，并且在某个时间点上接收信标ID的模式是否有任何变化。我们将知道设备遵循错误的路径。同样，信标的放置方式应使整个路径都被信标覆盖。现在，只要Tracker进入任何信标范围，带有Tracker的设备都将被移动。它将信标的ID号发送到网关，然后从网关发送到服务器，从那里可以轻松地检查数据。以这种方式，设备将能够对设备所遵循的路径进行检查，并且在某个时间点上接收信标ID的模式是否有任何变化。我们将知道设备遵循错误的路径。它将信标的ID号发送到网关，然后从网关发送到服务器，从那里可以轻松地检查数据。以这种方式，设备将能够对设备所遵循的路径进行检查，并且在某个时间点上接收信标ID的模式是否有任何变化。我们将知道设备遵循错误的路径。它将信标的ID号发送到网关，然后从网关发送到服务器，从那里可以轻松地检查数据。以这种方式，设备将能够对设备所遵循的路径进行检查，并且在某个时间点上接收信标ID的模式是否有任何变化。我们将知道设备遵循错误的路径。因此，这就是基于BLE信标和Dragino的LBT1LoRaWAN室内BLE跟踪器的基于BLE的室内跟踪器的想法。我们还深入了解了这些设备内部的功能，使它们能够执行所有这些操作。

热敏纸传真机是通过热敏打印头将打印介质上的热敏材料熔化变色，生成所需的文字和图形。热转印从热敏技术发展而来，它通过加热转印色带，使涂敷于色带上的墨转印到纸上形成图像。传真机的外观：传真机的拆解：热敏纸传真机的历史最长，价格也比较便宜，它的优点还有弹性打印和自动剪裁功能，还可以自己设定手动接收和自动接收两种接收方式。与喷墨/激光一体机相比还有一个比较大的优点就是自动识别模式。当传真机被设定为自动识别模式的时候，传真机在响铃2声后会停几秒钟，自动检测对方是普通话机打过来的还是传真机面板上拨号键打过来的。如果检测对方信号为传真信号，就自动接收传真；如果只检测到语音信号，就会自动识别这是通话信号而继续响铃，直到没有人接听再给出一个接收传真信号。这样的接收模式，比起自动接收方式，更智能一些，可以尽量减少在误设为自动接收方式时丢失的来电。另外就是热敏纸传真机在复杂或较差的电信环境中的兼容性相当好，传真成功率比较高。热敏传真机最大的缺点就是功能单一，仅有传真功能，有些也兼有复印功能，也不能连接到电脑，相比喷墨/激光一体机无法实现电脑到传真机的打印工作和传真机到电脑的扫描功能。还有就是硬件设计简单，分页功能比较差，一般只能一页一页的传。这类传真机在菜单设计上也比较简单，在传真特殊稿件时很难手动调整深浅度、对比度等参数。热敏纸传真机发展的历史最长，至今使用的范围也最广，技术也相对成熟，但是功能单一的缺点也是比较突出，需要长期保存的传真资料还需要另外复印一次，这也比较麻烦，但是如果传真量比较大或者是传真需求比较高而且也确实不需要扫描和打印功能的用户，热敏纸传真机是比较合适的选择。写在最后：随着喷墨/激光一体机技术发展的不断成熟，其强大的多功能性也不断在现代化的办公应用中得到广泛应用，对于提高办公设备的利用率和工作效率的提高还是有比较大的帮助的。因此如果是有电脑在身边的话，一台具有扫描、打印、打印到传真等多功能的传真机也是不错的选择。现阶段两大类传真机都拥有广阔的市场，各自有各自的特点，大家可以根据自己的需要选择适合自己的传真机。随着网络的发展成熟，传统的传真机正在逐渐被新型的网络传真机取代。网络传真机指的就是网络传真，也称电子传真，网上传真机，英文称作efax。网络传真通过互联网发送和接收传真，不需要传统传真机的一种新型传真方式。通过网络传真，用户可以象收发电子邮件一样接收和发送传真，具有方便省钱、绿色环保、易管理、私密性好、设备简单和操作简单等优点，是未来发展的趋势。本文来源于硬核拆解，由电路城综合整理。

硬件部件：ArduinoNano33BLESenseVUSB焊接桥已连接（非默认）×1个ArduinoMKRGPS防护罩×1个ArduinoSD卡适配器×1个SD卡上的GPS和AHRS数据记录器。将ArduinoNano33BLESense，MKRGPSShield与ublox8MGPS和mSD卡适配器连接。将数据记录仪连接到USBPowerBank，数据文件将写入mSD卡。Arduino上的3色LED显示记录器的状态：红色：正在初始化，蓝色：已初始化，正在等待寻找卫星，绿色：卫星查找并将数据记录到卡中。注意：需要关闭ArduinoBLE33Sense上的VUSB焊接桥（以便能够通过USBPowerBank为DataLogger供电）SD卡（V3）上的结果文件：Nr：柜台，纬度：经度*10.000，Lon：经度*10.000Spd：速度，单位为毫米/秒。SD卡（V3.1）上的结果文件：组件接线：

本课程多结合工程实践，注重射频基础概念的讲解，通俗易懂。课程共20课时，分8部分讲解，主要内容如下：一、高频/射频介绍二、基础电路理论三、阻抗匹配四、传输线理论五、实际使用的传输线六、时域分析七、频域分析八、高频电路的量测更多课程详情查看：https://www.moore8.com/courses/509

这是非常简单且部件数量/成本较低的设备。它被称为世界末日通讯者，但我认为它无法幸免任何灾难，我将其作为娱乐和学习交流之用。它是超级高科技对讲机，您口袋里有更多酷炫的智能设备，而且距离不受限制。工作软件功能：发送消息...撰写并将消息发送给指定的收件人或广播接收消息...消息在后台接收并存储在内存中。消息编辑器...写大约+/-80个字符长的消息...现在，在全屏显示时最好阅读80。信息存储器...所有发送/接收的信息都存储在存储器中显示内存...显示内存内容RTC....显示时间电池...显示电池电压Config...用户无线电配置扩展因子/功率时间设定检查邮件传递确认联系人列表显示并检查在线联系人选择收件人或广播通过联系从内存中排序最佳工作功能-如果传递失败，则重新发送未传递的消息，消息将存储为“未传递”属性。每个上电的电台都广播“就绪接收状态”，然后，如果附近的某个电台接收到此广播并且有未送达的消息，则自动尝试发送此消息，如果接收到的确认标记消息则为已发送。您可以在此板上学习什么？基于M0arduino零兼容的现代架构，具有大量内存和本地USBQWERTY键盘矩阵读取复杂的输入/输出HID处理读取键盘数据，创建和显示图形，将数据保存到闪存，通过无线电或USB发送结果与世界上最好，最先进的远程无线电技术进行无线电通信与I2C传感器配合使用或处理GPS数据了解有关网络体系结构，数据包，通信，地址，交付确认的大量信息RTC时钟和闹钟电源管理，睡眠，警报唤醒，接收唤醒

无线网络上网可以简单的理解为无线上网，几乎所有智能手机、平板电脑和笔记本电脑都支持Wi-Fi上网，是当今使用最广的一种无线网络传输技术。无线技术在电路设计中也得到了广泛的应用，整理了电路上8个基于无线技术的设计应用，当然这只是小部分，还有跟多无线相关的技术应用等你探索。1、基于STM32单片机的交流电表WIFI上传设计-交流电压电流-WiFi-（源码+电路图）本设计由STM32F103C8T6单片机核心板电路+交流电压电流检测模块电路+LCD1602液晶显示电路+WIFI模块电路+组成。1、LCD1602液晶实时显示交流电压、交流电流、功率和电量。2、将交流电压、交流电流、功率和电量通过WiFi模块实时上传到手机APP。3、当功率超过200W时，继电器自动断开，同时系统给手机APP发送报警信息。同时蜂鸣器鸣叫报警，否则蜂鸣器不报警。系统不给手机APP发送报警信息。https://www.cirmall.com/circuit/197492、基于STM32单片机的智能家居设计DHT11-RELAY-WiFi-（源码+电路图）本设计由STM32F103C8T6单片机核心板电路+LCD1602液晶显示电路+DHT11温湿度传感器电路+继电器控制电路+ULN2003步进电机驱动电路+wifi模块电路组成。1、液晶LCD1602实时显示温湿度信息，并将温湿度信息通过wifi模块上传到手机app。2、手机APP可以发送指令控制2路继电器的开关。3、手机APP可以控制步进电机正转1周和反转1周。https://www.cirmall.com/circuit/197403、基于STM32单片机的智能灌溉系统-DHT11-光敏-土壤-wifi-（源码+电路图）本设计由STM32F103C8T6单片机核心板电路+DHT11温湿度传感器+光照传感器+土壤湿度传感器+wifi模块电路组成。1、通过DHT11检测温湿度，通过光敏电阻检测光照值（0-100），通过土壤湿度传感器检测土壤湿度（0-100）。2、将温湿度、光照值和土壤湿度值通过wifi模块实时上传到手机。https://www.cirmall.com/circuit/196894、zigbee智能家居+wifi(RT5350智能网关)+AndroidAPP本项目下位机采用zigbee，使用的是cc2530芯片。该智能家居系统实现了控制窗帘，控制灯具，采集温湿度，监控厨房烟雾值。可扩展性比较强。使用RT5350芯片开发无线路由器。AndroidApp可以连接到wifi(无线路由器)并实现远程控制。对于做毕业设计和实际项目有很好的参考价值。功能：1、终端采集温湿度及烟雾值并可控制电机、继电器2、终端上使用TFT显示屏显示实时数据及开关状态3、使用wifi连接手机进行无线通信，可以多个手机或Pad连接到路由器上来进行控制4、App实时监测数据，通过手机去控制窗帘开关及灯具开关https://www.cirmall.com/circuit/56695、基于51单片机的WIFI控制插座设计-（源码+电路图+论文）系统有STC89C52单片机核心板电路、wifi模块电路、4路继电器控制电路组成。要求：1、继电器要有LED灯指示，灯亮代表继电器闭合，灯灭代表继电器断开2、手机app通过wifi发送指令给设备，可以控制继电器的通断。3、具体指令：操作方法蓝牙发送字符CX或cX，表示关闭x位继电器，x取值1-4https://www.cirmall.com/circuit/191766、基于STM32F030C8T6设计的WIFI远程调光控制器电路方案（电路图+源码）WIFI远程调光控制器，使用STM32F030单片机作为主控芯片，配合涂鸦科技的wifi联网模块，可以实现远程PWM调光功能。控制器支持8路PWM信号输出，其中，4路PWM使用高速光耦隔离的方式输出，可以直接外接LED灯板。其余4路通过三极管进行原始信号的输出，可以外接调光电源。远程调光控制器使用DC-12V电源进行供电，为了保证电源的输出功率，建议使用稳定可靠的36W电源适配器。远程调光控制器支持wifi联网功能，可以一键清除网络信息和一键配网。远程调光控制器内置多个灯光场景模式，用户可以通过APP一键切换，还可以配合RTC时钟，进行场景定时切换，方便用户构建不同的灯光氛围。https://www.cirmall.com/circuit/188757、简单、便捷智能家居室内WIFI报警系统电路方案本设计主要功能是通过检测室内天然气和室内在没人期间对非法进入的人员进行检测，对室内空气中天然气含量进行检测，同时利用多普勒传感器和人体红外热释电传感器共同采集数据来分析室内是否有人在。利用M451单片机将采集数据通wifi过互联网发送给服务器，然后经服务器再将数据发送到用户计算机上。也就是说用户只要有网络有一台计算机就可以看到室内的情况。https://www.cirmall.com/circuit/167758、基于STM32+ESP8266的WIFI自动校时天气预报万年历电路设计（含AD设计+烧录文件）本设计使用stm32作为主控，采用esp8266作为网络接入模组，可实现自动校准时间以及获取天气信息等功能！该项目成本低廉，主要功能为自动校时与天气预报，改方案解决了现有电子时钟走时偏差的问题（可降低时钟部分硬件要求），具备本地温湿度测量、天气预报数据获取功能，可扩展实现节气提醒，自动报时，闹钟等功能。同时可更换其他性价比更好的主控进一步降低成本，能够解决联网需求较弱的日历挂布、装饰性日历墙、字幕广告屏等走时不准确需要人工调校的问题。https://www.cirmall.com/circuit/16564

集微网消息，在新基建热潮下，通信技术的创新和发展不断升级，作为5G通信的重要补充，具有低功耗、广域的特点，应用于碎片化场景需求、非常适合于物联网大规模部署的低功耗广域网（LPWAN）技术迎来新的发展机遇。物联网研究公司IoTAnalytics数据显示，自2018年起，LPWAN开始成为物联网连接数增长的关键驱动力，到2023年连接数将超过11亿个。LPWAN市场前景广阔在物联网需求爆发式增长的同时，物联网技术标准混战不断升级，尤其是LPWAN领域的竞争可谓异常激烈。目前国际上LPWAN相关标准可分为两类，一类是工作于未授权频谱的LoRa、Sigfox等技术；另一类是工作于授权频谱下，3GPP支持的2G/3G/4G蜂窝通信技术，比如Cat.1/LTE-M、NB-IoT等。每个协议各有特点和优势，当前并没有一个技术能适用于所有的物联网应用场景，也很难在短期内有一个统一的标准。市场研究机构Ovum2019年第四季度物联网与低功耗广域网（LPWAN）部署跟踪报告显示，截至2019年底，包含授权频谱（NB-IoT和Cat.1/LTE-M）和非授权频谱（LoRa和Sigfox）在内，全球已宣布的LPWAN部署数量累计达到501张，同比增长16%。其中LoRa仍是现网中采用最多的技术，非授权频谱LoRa技术在商用现网部署中占据主导地位，几乎占据了三分之一的市场份额（约30.4%）。LPWAN上游低功耗技术、终端模组成本下降以及市场环境的成熟，将为下游应用市场带来发展机遇。而未来容量巨大的低功耗物联网市场，芯片是其中的核心要素。在全球部署最多的LPWAN网络（LoRa和NB-IoT）中，之前仅有Semtech可以提供LoRa芯片，中国市场上的LoRa芯片都依靠进口，而2018年阿里云IoT联合翱捷科技（ASR）通过Semtech授权设计的ASR6501，使这一局面得到了改变。之后，ASR相继推出了ASR6501、ASR6502、ASR6505三款LoRa芯片和ASR6500S系列系统集成方案，以应对应用场景、客户需求、产品可用性的变化及连接数的增长趋势。ASR推出首颗国产支持LoRa的LPWAN无线通信SoC芯片物联网市场天然的碎片化特性，决定了对通信技术的要求呈现出多样性。在现阶段的LPWAN市场，没有一种技术能适用于所有的物联网应用场景，这也意味着用户需要一颗融合了多种LPWAN协议的芯片，来打造多技术融合的复杂应用场景。新一代LPWAN芯片要求架构实现超低功耗，融合多种信号调制技术，提高传输速率，全新设计传输符号结构，增强信号编码技术，提高传输灵敏度等。作为新兴的无线技术方向，在市场和应用方向确定之前，MCU和射频分离方案以及SiP封装形式是最好的开拓者，而随着低功耗物联网应用单品市场规模越来越大、生命周期越来越长，和众多无线通信芯片发展历史类似，LPWAN芯片也在逐步走向SoC。高度集成化、极低功耗、超高性价比的SoC是标志着LPWAN走向成熟的重要里程碑。肩负着这一使命，ASR推出了首颗国产支持LoRa的LPWAN低功耗广域网无线通信SoC芯片ASR6601。ASR6601在单一芯片上集成了通用微控制器和射频单元，包括射频收发器，调制解调器和一个48MHz主频、采用ArmCortexM4架构的32位MCU。多种内存选择包括最大256KB的闪存和64KB的SRAM等，内置嵌入式LCD驱动程序，支持AES、DES、RSA、ECC、SHA、SM2/3/4硬件加密。与此同时，ASR6601可以达到-148dBm的超高灵敏度，以及最大22dBm的发射功率，而QFN48最小尺寸仅6mmx6mm。通过SoC设计，ASR6601成为目前市场上功耗更优、性能最强、成本最低的LPWAN芯片，极大降低了用户设计门槛，同时帮客户节省大量时间并减少物料清单和运营成本，尤其适用于大批量应用的项目和需要定制化设计的项目。在高度集成的基础上，ASR6601还支持多种调制模式。由于收发器提供的线性频率范围为150MHz〜960MHz，ASR6601可以支持各类ISM频段。调制解调支持LPWAN低功耗广域网典型技术LoRa，因此可以支持LoRaWAN和LinkWAN协议栈；同时也支持（G）FSK等传统调制方式，支持BPSK的发送和(G)MSK的收发，可与私有协议兼容。支持所有这些调制技术，使ASR6601的无线应用具备了更大的灵活性和频谱兼容性，更贴合现有物联网市场多种组网技术共存的特点。采用ASR6601的低功耗广域网无线通信模组可以提供超远距离、超低功耗的LPWAN解决方案，可以在城市管理的多种应用场景中大显身手，包括基础设施、路灯、空气、交通、抄表、定位、建筑等的数据采集及分析，同样在智能家居、节能减排、环境检测、工业制造等方面也可以被广泛应用。毋庸置疑，低功耗广域网技术正随着物联网的深刻变革重塑着新的商业模式，更多的创新应用将随着愈加丰富完善的芯片产品诞生而被开发出来。随着ASR6601的成功推出，配合ASR在物联网市场现有的IoTWiFi芯片ASR550X系列、IoTGNSS芯片ASR530X、IoTBLE芯片ASR560X等全面的布局，相信ASR将会用强大的技术服务能力进一步满足不同客户对多技术应用场景融合的需求，从而加速推动万物互联市场的蓬勃发展，为中国“芯”梦想，贡献“芯”力量。转载自集微网。

使用4-20mA模拟量进行通信时，无论是发射端还是接收端的电路设计相对于数字通信都会比较复杂，那为什么还要使用呢？本文将结合设计带你了解4-20mA通信。1、为什么使用4-20mA通信？在远距离、复杂的工业现场应用场合常常伴随有较大的干扰源，磁场辐射干扰、传导干扰等，如果使用传统的数字通信容易受到干扰，因为接收端的输入阻抗无穷大，在受到微弱噪声信号干扰后，会产生较高的电压噪声，不利于数据传输以及接口的安全使用规范。而使用模拟量（4-20mA）进行通信时，由于耦合的噪声信号较为微弱，通常为nA级别，则不受此影响，而且电流源驱动没有线压降问题。2、4-20mA代表了什么数据意义？基于国际标准文件提出的《过程控制系统用模拟信号（部分）：直流电流信号（GB/T3369.1-2008/IEC60381-1:1982）》中规定了4-20mA信号为直流电流通信信号，如表一：直流电流信号范围所示。文件中规定在采用4-20mA通信信号的情况下，4mA代表原始数据的0刻度，20mA代表原始数据的满刻度，0mA作为断电、断线检测。如远端PT100热电阻温度监测系统，通过4-20mA通信方式将远端现场数据传回PLC，实现对现场温度变化监测。PT100的测量范围为-200-850℃，则4mA代表-200℃，20mA代表850℃，实际温度计算公式如下：T=（850+200）℃/（20-4）mA*（I-4mA）-200℃其中：T为当前测试温度；I为当前采集电流；一般用低于2mA代表热电阻测温模块系统断电或者通信线路断线。3、4-20mA通信系统的一般电路设计4-20mA模拟量通信电路如图二4-20mA通信电路架构所示，应用现场前端由传感器组成，经由变送器将非标准的传感器信号转换为标准4-20mA通信信号，再发送到远端控制设备，由接收器接收上传至PLC控制端。目前市面上有较多的传感器设备或者执行器的成品模块已经集成了4-20mA通信功能，用户只需要自己搭建接收模块即可。接收模块正如下图二4-20mA通信电路架构所示，包含了采样器、信号调理电路、ADC（模数转换）以及MCU（数据传输以及处理）。但如果4-20mA通信携带的是一个高、数据范围比较宽的数据时（比如上个章节所提及的远端PT100热电阻温度监测系统，数据量范围-200-850℃，0.1%±1℃取值），接收模块达不到0.1%，则会引起数据传输误差，发挥不了传感器性能，那怎么去确保接收模块的采样数据准确呢？4-20mA通信电路架构首先我们先来分析一下接收链路可能导致采集误差的原因：a、采样电阻的初始以及工作在极限环境（高低温max）下时，电阻温漂引起采样电压的漂移；b、调理电路，该电路限制采样的因素比较多，如运放的失调电压、输出噪声、衰减或增益网络误差引起ADC端的电压采集误差；c、ADC单元电路误差，如基准漂移、基准噪声，电源噪声、PCB布局等这都是外部影响ADC转换因素；d、ADC自身所带来的转换误差，如ADC的失调误差、增益误差，无噪声分辨率低、积分非线性差等问题，带来转换误差。为了缩短用户的开发周期，ZLG推出了一款带有隔离功能的高模拟量采集模块（TPS08U）性解决了如上所有问题。该模块在设计上，考虑了如上的所有因素，采用极低温飘的电阻，号称零漂移的运放，24bit分辨率的ADC，在极优的参数下选取性价比元器件，并优化layout走线布局等实现以体积达成8通道测量。同时，每个模块出厂均通过严格的测试校准，保证出厂的每个模块都能达到指标要求。4、TPS08U模块使用简介TPS08U典型电路如下图所示，只需简单的外围电路就可以实现8通道的模拟信号采集（4-20mAand0-5V），0.1%（电压为满量程）。模块电源采用3.3V供电，通信接口SPI，同时，模块集成了电源及通信隔离电路（隔离DC:2500V），尺寸大小长*宽*高：31.8mm*20.3mm*6.5mm。详细资料可向当地销售获取。转载自维库电子市场网。

5G基站天线OTA测试方法研究对5G基站大规模MIMO有源天线OTA测试方法进行了研究。文中分析了5G基站天线一体化OTA测试的必要性，介绍了远场、紧缩场、多探头近场、单探头近场等不同的OTA测试方案，通过实际测试对各个测试方案的优缺点进行了对比分析，指出了当前5G基站天线OTA测试所面临的问题并提出了解决方案。1、引言5G移动通信技术能够满足人们对于高速、大容量、高可靠、低时延等快速增长的移动通信业务的需求。而大规模MIMO有源天线技术作为5G移动通信的关键技术之一，它可以通过空间复用大幅度提升频谱利用效率，结合新型编码技术可以大幅度提升通信系统容量和通信速率。因此，大规模MIMO有源天线技术是目前5G移动通信基站所普遍采用的技术，但随之而来的便是5G基站天线如何进行测试的问题。对于传统基站而言，天线与RRU（RadioRemoteUnite，射频拉远单元）是相互分离的，他们之间通过射频线缆连接，相对独立，性能互不影响，其各自的性能可以分别通过独立测试进行检验。天线的辐射性能测试可以在微波暗室通过远场或近场方式完成，无源天线的远场或近场测试均是目前测试天线性能所广泛采用的成熟的测试方法。RRU的射频指标可以在实验室通过传导方式测量。参考传统基站测试方式，很容易提出把有源天线系统拆分成无源天线阵列和RRU两部分分别进行天线辐射性能测试和射频传导测试的方案。事实上，根据实验室测试经验，“无源天线阵列+功分网络+信号源”所测得的波束赋形方向图与5G基站有源天线一体化OTA（OvertheAir，空口辐射）测试的结果并不一致。“RRU+耦合板”的射频性能传导测试结果与一体化OTA测得的射频辐射指标也存在差别。原因在于对于5G基站天线而言，天线与RRU集成在一起，一方面电磁耦合、有源驻波等干扰因素不能完全消除；另一方面，有源天线的校准及幅相加权是通过各个射频通道上的一系列有源器件配合完成的，与无源天线阵列通过无源的功分网络来进行幅相加权的方式差别很大。所以对于采用了大规模MIMO有源天线技术的5G基站而言，一体化OTA测试方式才能有效反映其性能指标。尤其到了毫米波频段，频段更高，设备尺寸更小，电磁干扰问题更加突出，拆分测试将会非常困难，只能采用一体化OTA测试方案。2017年12月冻结的3GPP5G新空口协议中已经写入了关于5G基站的所有射频性能指标的OTA测试规范，这意味着5G基站天线一体化OTA测试将会成为5G基站硬件性能测试的主要方案。然而目前射频指标的OTA测试却仍面临着诸多困难。本文深入研究了大规模有源天线系统的OTA测试方法，分别在远场、紧缩场、多探头球面近场、单探头近场等不同场地进行了试验，对各个测试方案的优缺点进行了对比分析，提出了面临的问题和相应的解决方案。2、5G基站天线OTA测试方案天线的辐射性能一般在其辐射近场区或远场区以OTA方式进行测试。天线辐射近场、远场的分界为：源天线发射的球面波前到达被测天线中心和边缘的波程差为λ/16。换算为距离上的判断依据为d=2D2/λ，其中，d为探测点与被测天线的距离，D为被测天线的口径，λ为被测天线所发射电磁波波长。据此，天线测试分为远场测试和近场测试两大类，而不同的测试方案会导致测试结果的差异。下面介绍几种经典的有源天线OTA测试方案。（1）远场测试方案远场测试是直接的测试方式，在测试距离足够远时，入射波在接收面上近似于平面波。图1所示为远场测试系统，被测件可以在垂直面和水平面内360°旋转，测试探头位置固定，可以极化旋转。该测试系统可以测试5G基站天线的波束赋形方向图和EIRP（EffectiveIsotropicRadiatedPower，有效全向辐射功率）、EVM（ErrorVectorMagnitude，误差向量幅度）、占用带宽、EIS（EffecTIveIsotropicSensiTIve，有效全向灵敏度）等射频辐射指标。（2）紧缩场测试方案紧缩场测试是一种远场测试方式，它可以利用反射镜或透镜把位于焦点处的馈源发出的球面波转换为平面波，从而实现有限物理空间内的远场测试。图2所示是一个抛物面单反射镜紧缩场测试系统，可以测试5G基站天线的波束赋形方向图和EIRP、EVM、占用带宽、ACLR（AdjacentChannelLeakagePowerRaTIon，相邻频道泄露功率比）、EIS、ACS（AdjacentChannelSelecTIvity，临道选择性）等射频辐射指标。（3）多探头球面近场测试方案近场测试是在被测天线的辐射近场区采集幅度和相位信息，然后通过近远场转换算法将采集数据转换为远场方向图。多探头球面近场测试系统如图3所示，在被测件辐射近场内沿圆周上布置大量探头，被测件仅需旋转180°即被采集到整个辐射球面的数据。该系统可以测试CW（ContinuousWave，连续波）模式下的5G基站天线的波束赋形方向图。（4）单探头近场测试系统单探头近场测试比多探头球面近场测试效率降低，但是其结构更为简单，所需空间更小。如图4所示的小型近场测试系统，被测件可以在水平面内旋转，探头可以在垂直面内旋转，系统在两个转动轴配合下可以采集到一个辐射球面的数据。该系统可以测试CW模式下的5G基站天线的波束赋形方向图，也可以测试业务信号模式下的射频辐射指标，但对测试结果的处理尚需进一步分析。详解5G基站大规模MIMO有源天线OTA测试方法3、各测试方案优缺点对比远场测试的优点是：由于接收天线距离发射天线大于远场判据，电磁波由发射天线传播到接收天线时近似于平面波，所采集数据无需近远场转换，测试设备可以发射大功率信号，可以测试调制宽带信号，支持多用户测试等。缺点是：因为测试距离需大于远场判据，所以测试场地占地面积大，建设成本高。以口径为1m，工作在3.5GHz频段的天线为例，根据远场判据公式计算得到远场条件为大于25m。测试距离越远，电磁波辐射越接近平面波，但同时会带来空间损耗太大的问题。另外，由于远场测试一般只有一个探头，所以单次测试只能画出天线辐射球面的一个切面，如果想要得到整个辐射球面的3D方向图，需要在不同的切面上多次测量，测试时间和测试成本大幅增加。紧缩场测试的优点是：相比远场大幅缩减了场地尺寸，从而大大降低了场地建设成本和测量路径损耗。其测试结果与直接远场测试为接近，可以测试CW波和业务信号。得益于路径损耗的降低，它可以比远场方案测量更多的射频辐射指标。缺点是：与远场测试的缺点类似，3D方向图的测试效率较低，另外就是反射镜造价和后期维护成本较高。多探头球面近场测试的优点是：占地面积小，可以单次测试给出3D方向图，测试效率高，空间损耗低，CW模式下方向图测试结果与远场测试结果接近。缺点是：测试系统接收功率上限较低，被测5G基站满功率发射时，测设接收设备须前置衰减器；测量数据需要后期处理进行近远场转换；近远场转换需要有参考相位，目前由于参考相位的问题，业务信号模式下的测量结果还不能令人满意。单探头近场测试的优点是：占用空间很小，暗室建设成本低，转台结构简单，可以便捷地安装和拆卸被测设备，空间损耗低，CW模式下方向图测试结果与远场测试结果较为接近。缺点是：由于结构原因，天线背瓣数据采集不完整；只有一个测试探头，测试3D方向图效率不及多探头球面近场；采集到的数据需后续进行近远场转换。4、面临的问题和解决方案当前的OTA测试方案，无论是远场方案还是近场方案，都能在CW模式下测试5G基站天线的辐射方向图。然而关于射频指标辐射性能的测试，目前远场方案受限于路径损耗比较大，只能测试EIRP、EVM、占用带宽、EIS等功率水平比较高的参量。对于功率水平特别低的下行射频指标如ACLR、开关时间模板、杂散发射等，经过远场比较远的测试距离后衰减到噪声水平甚至更小，难以测试。在测上行指标时，辅信号源发出的干扰信号在经过远场的路径衰减后，难以达到ACS、带内阻塞、共址阻塞等射频指标测试所需的功率水平，也给测试带来困难。近场测试方案虽然路径损耗比远场低得多，但是其在宽带业务信号模式下取参考相位的方式仍存在问题，射频辐射测试结果与期望值仍有不小的差距。由于实验室研发测试阶段需要测试验证的指标比较全面，对于该类测试应该采用紧缩场或降损耗的远场测试方法。通过在一定范围内缩短远场测试距离、增大喇叭天线增益、使用低损耗射频线缆并缩短射频线布线距离，可以大幅降低路径损耗，使得远场方案能够扩展测试ACLR、ACS等射频指标。而紧缩场本身的路径损耗就比远场小得多，能比远场测量更多的射频指标。但仍有一些射频指标由于本身功率就特别低，怎样缩减路径损耗都是不够的，现阶段只能通过传导方式来测试。而对于产线测试，要求测试成本低、效率高、占用空间小，能够测试典型指标，单探头近场测试方案就比较适合。至于未来的5G高频段的测试，由于频率更高，损耗更严重，远场测试将变得不太适合，传导测试更加困难，需要采用近场测试和感应近场测试相结合的方案，而近远场转换算法需要参考信号，这就需要设备厂商与测量仪表厂商配合解决从设备取参考信号的问题。5、结束语本文研究了5G基站大规模MIMO有源天线OTA测试方法。利用本单位的5G基站设备通过实际测试研究了远场、紧缩场、多探头近场、单探头近场等不同的OTA测试方案，对各个场地的建设成本、测试能力和测试效率进行了分析，提出了测试中所面临的问题和相应的解决方案，为当前和未来的5G基站天线OTA测试提供了参考。转载自维库电子市场网。

无线传感器网络是由散布在工作区域中大量的体积小、成本低、具有无线通信、传感和数据处理能力的传感器节点组成的。每个节点可能具有不同的感知形态，例如声纳、震动波、红外线等，节点却可以完成对目标信息的采集、传输、决策制定与实施，实现区域监控、目标跟踪、定位和预测等任务。每一个节点都具有存储、处理、传输数据的能力。通过无线网络，传感器节点之间可以相互交换信息，也可以把信息传送到远程端。无线传感器网络的通讯体系结构无线传感器网络的实现需要自组织网络技术，相对于一般意义上的自组织网络，该网络有以下一些特点，需要在体系结构的设计中特殊考虑。无线传感器网络中的节点数目众多，这就对传感器网络的可扩展性提出了要求，由于传感器节点的数目多、开销大，传感器网络通常不具备的地址标识，这使得传感器网络的网络层和传输层相对于一般网络而言有很大的简化。自组织传感器网络的特点就是能量受限，传感器节点受环境的限制，通常由电量有限且不可更换的电池供电，所以在考虑传感器网络体系结构以及各层协议设计时，节能是设计的主要考虑目标之一。由于传感器网络应用的环境的特殊性，无线信号不稳定以及能源受限的特点，传感器网络节点受损的概率远大于传统网络节点，因此自组织网络的健壮性保障是必须的，以保证部分传感器网络的损坏不会影响全局任务的进行。传感器节点高密度部署，网络拓扑结构变化快。对于拓扑结构的维护也提出了挑战。根据以上特性分析，传感器网络需要根据用户对网络的需求设计适应自身特点的网络体系结构，为网络协议和算法的标准化提供统一的技术规范，使其能够满足用户的需求。无线传感执行网络通信体系结构如图1所示，即横向的通信协议层和纵向的传感器网络管理面。通信协议层可以划分为物理层、链路层、网络层、传输层、应用层。而网络管理面则可以划分为能耗管理面、移动性管理面以及任务管理面，管理面的存在主要是用于协调不同层次的功能以求在能耗管理、移动性管理和任务管理方面获得综合考虑的设计。基于CC2510的无线传感器网络节点设计无线传感器网络是由大量传感器节点通过无线通信技术自组织构成的网络。从小体积、低功耗和高可靠性节点设计和自组织协议的角度，基于CC2510的节点结构能方便地实现节点自组织和数据多点跳传的无线通讯协议。Chipcon公司的CC2510芯片是一块内嵌8051单片机的单片可编程UHF收发器芯片。该芯片除了以8051技术为外，还内嵌32kB的Flash存储器、4kB的SRAM，以及8通道8-14bitA/D转换器、1个16位定时器和3个8位定时器、2个UART/SPI、RTC、看门狗电路、DES编码和21个通用I/O。芯片的高度集成结构使其具有高速度、高灵敏度性、低功耗、低成本、集成单片机和位判决、同步、频率灵活性等特点。以往的无线传感器网络节点设计是将数据处理控制模块和通信模块分开，至少使用两块芯片。CC2510芯片使原有的数据处理控制和通信两大模块的设计只需要1块6mmx6mm芯片就可以完成，减少了整个系统体积，降低了成本。而且无线收发电路和8051单片机系统有机地整合在同一晶片上，限度地减少了单片机数字电路对高频模拟电路的干扰，提高了可靠性。图2为应用CC2510芯片的节点设计框架。该无线传感器网络由一个基站和若干个无线传感器节点构成，文中以6个传感器节点为例。传感器节点负责中转其他节点数据包和采集、处理、压缩数据，并将数据包发送出去。基站节点负责发出控制命令和接收各个传感器节点发回的数据，并通过RS232接口把数据发送给PC机。PC机对各个数据进行综合分析处理。网络组成如图3所示。工厂“可穿戴设备”的无线传感器网工厂的“可穿戴”设备通过无线传感器网可以随时联网测量、随时移动、数据可存储、可分析、可联网查看数据等。以某公司基于CC2510的无线传感器网络为例，它可以测量环境温度、环境湿度、设备表面温度、冷库内部温度等多种物理量，并通过900M无线网络将测量数据发送给接收端。该无线传感器网络安装时不需要技术员，自己就能完成安装；在非特殊场合时，不需要设置参数，系统自动对接数据；无线网络自动互联，不需要边安装边调试，极大的缩短了安装工期。图4所示的无线接收端分为可记录接收端和物联网网关接收端两种，其中可记录接收端配有存储卡和大屏显示，使数据存储和显示一体化并可手持移动收数。同时，物联网网关接收端可以将收到的数据通过互联网、无线3G等多种连接方式，实时的将数据传递到公网，并利用云数据平台技术，可方便的实现数据的实时远程访问。整个线网络系统可以接入多达200个无线传感器，每个无线设备的无障碍传输半径为500米，产品采用电池供电，2年左右需要更换电池。每一个无线传感器终端均可以显示如图5所示的中文界面。在无线传感器网络中，通过图5所示的界面可以得到中继器接收到的数据条数，通过这个界面也可以直观看到网络通讯的稳定性，如果有一个温度采集端的接收数据明显少于其它的采集端，则说明该采集端的通讯不稳定，需要进行位置或者方向上的调整。如果用户对与功耗要求比较高，通过观察计数发现数据的通讯一直很稳定，那么将采集端的发射功率降低，再观察计数，如果通讯依然稳定则可以试着进一步降低采集端的发射功率，以此达到降低电流消耗，从而延长采集端的工作时间。结束语无线传感器网络是新兴的通信应用网络，其应用可以涉及到人类生活和社会活动的所有领域。因此，无线传感器网络将是未来的一个无孔不入的十分庞大的网络，需要各种技术支撑。目前，成熟的通信技术都可能经过适当的改进和进一步发展，应用到无线传感器网络中，形成新的市场增长点，创造无线通信的新天地。来源：维库电子市场网

光纤通信做为一种新兴的高性能的串行通信技术，已经在电力领域逐步展开应用。目前的光纤通信模块大多使用FPGA或DSP技术实现信号解调，虽然其传输速度快、效率高，但是成本高、技术复杂，而且对于传输距离、电器隔离特性、可靠性、产品成本参数等都有极高的要求。而电力行业对光纤的应用主要还是集中在强电的控制方面，现场环境对光纤模块的通信速度要求较低。所以，在电力系统的工程实际中，由于现场情况复杂、干扰信号繁多，致使高成本的高速光纤通信技术的应用并不十分理想。鉴于光纤通信技术在电力系统中的应用现状，本文提出一种MC3361+MCU结构的低速光纤通信模块设计方案。硬件成本低、软件流程简单、性能稳定，输出信号为工业标准RS485信号或RS232信号，可直接与各种电力设备连接，非常适合在电力系统中广泛使用。调制原理光纤通信系统由MCU通过内部程序控制通过PWM接口完成调制。外部设备与模块通过串行接口（包括RS232接口或RS485接口）连接，模块接收到数据后，首先将数据传输给MCU，MCU通过UART接口接收到数据，MCU通过程序控制输出BFSK调制信号，调制后的信号直接发送至光纤发射接口发送出去。进行BFSK调制时使用MCU串行接口接收外部设备发送的数据，BFSK的调制频率由程序控制，信号“1”对应于270KHz载频，信号“0”对应于240KHz载频，波形如图2所示，上边的波形为未经调制的信号，下边的波形为经调制后的信号。MCU将调制后的载频信号通过PWM方式发送至光纤发射接口，电信号转换成光信号。调制硬件原理框图如图1所示。图1调制硬件原理框图图2调制前后信号的波形图调制解调原理为了降低硬件成本和提高硬件电路的可靠性，本设计使用BFSK调制解调算法。BFSK的调制原理是用载波的频率来传送数字消息，即用所传送的数字消息控制载波的频率。BFSK信号是符号“1”对应于载频f1，而符号“0”对应于载频f2（与f1不同的另一载频）的已调波形，而且f1与f2之间的改变是瞬间完成的。BFSK的解调使用MC3361单片窄带调频接收芯片完成，MC3361片内包含振荡电路、混频电路、限幅放大器、积分鉴频器、滤波器、抑制器、扫描控制器及静噪开关电路。解调电路原理图如图3所示。其中，185K网络标号为MCU输出185K矩形波信号，R1为限流电阻，C5、L4组成滤波电路，C12谐振电容，信号经过R1、C5、L4及C12后，由MC3361第1脚输入，构成MC3361解调的第二本振级。图3中FSK网络标号为光纤接收接口输入的矩形波信号，信号经过R4、R6分压，将信号高电平转换为500mV，再经过L6、C25进行滤波，及C27、L7、VD1、VD2二次限压滤波后，消除干扰频率后，经过C1谐振，终信号转变为正弦波信号。图3解调电路原理图终只有标准正弦波信号输入至MC3361的第16引脚，作为MC3361的中频IF输入信号，信号幅值为0V，峰值为500mV，频率为270KHz或230KHz。在MC3361内部第二混频级进行混频处理，处理后的信号为455KHz的第二中频信号，由第3引脚输出，由455kHz陶瓷滤波器选频，即图3中的Z4器件，再经第5脚输入MC3361的限幅放大器进行高增益放大，限幅放大级是整个电路的主要增益级。第8脚接鉴频电路，由455kHz鉴频器Z3、R2及C26组成，经放大后的第二中频信号在内部进行鉴频解调，并经音频电压放大后由第9引脚输出信号，信号经过第10脚和第11脚构成的有源滤波电路，再输入MC3361的第12脚进行载频检测并控制电子开关，终经过解调的信号由第13引脚输出，直接输入MCU的引脚，由MCU进行处理。编辑点评：光纤通信模块FPGA或DSP技术实现信号解调，成本高、技术复杂，采用MC3361+MCU结构的低速光纤通信模块设计方案，成本低、软件流程简单、性能稳定，并且支持RS485信号或RS232信号，还有电力线连接，非常适合推广使用。来源：维库电子市场网

1999年工业界成立了Wi-Fi联盟，致力解决符合802.11标准的产品的生产和设备兼容性问题。Wi-Fi不仅应用于目前销售的几乎每一部智能手机中，而且几乎应用于所有的掌上游戏机、平板电脑、笔记本电脑中。在涉及汽车、数码相机、电子书阅读器、蓝光设备和个人视频录像机以及每一种设备的大量新应用中都有Wi-Fi芯片组。因此，市场研究公司In-Stat预测2012年Wi-Fi芯片组的年出货量将超过10亿套。目前Wi-Fi芯片的发展趋势除了速率54Mbps的IEEE802.11b/g基带芯片外，有下面几种发展趋势：趋势一：高速率方向发展。这类芯片支持支持1x1的802.11n标准，速率可达150Mbps。采用MIMO技术的802.11n芯片速率达300Mbps或以上，主要用于高清图像的传输;值得关注的是，高速率芯片的支持标准将从IEEE802.11n过渡到IEEE802.11ac（6GHz以下频段，速率可达1Gbps）和IEEE802.11ad（60GHz工作频段，速率可达7Gbps）。趋势二：低功耗、低速率方向发展。这类芯片强调低功耗，对速率要求低，速率可以为2Mbps，只需支持IEEE802.11b标准即可，在工业应用、物联网应用中有很大的市场。趋势三：和其他网络的融合，如和3G以及未来4G网络的融合。Wi-Fi基带芯片的架构根据是否采用处理器来区分的话，一般有以下几种：种为全硬件型，不采用处理器，整个芯片的MAC（MediumAccessControl，媒体访问控制）层和Phy（Physicallayer，物理层）全部由硬件逻辑实现。第二种为半软半硬型，在MAC层采用处理器，一般为MIPS内核，也有少部分采用ARM内核；物理层采用硬件逻辑实现。第三种为全软型，这种芯片采用高速DSP，MAC和Phy全部由软件实现。这几种类型各有优缺点，市面上都有。一般来说，种全硬件型设计难度相对大些，处理速度相对快些。而且因为没有处理器，成本会相对低些。第三种全软件型，可以灵活配置和升级，随着DSP的高速、小面积和低功耗发展，全软件型设计的比重会逐渐增加。SCI基带芯片介绍S901芯片结构：本文介绍的Wi-Fi基带芯片是SCI的第1代Wi-Fi基带芯片，工艺为0.18微米CMOS，接口为USB2.0接口。属于前面说到的种全硬件类型，芯片内部的MAC和PHY全部由硬件实现。芯片结构如图1所示：整个基带芯片分为USB接口部分、MCU、MAC、PHY、ADC/DAC。内置MCU执行USB固件程序。开发流程：整个设计采用自顶向下的设计方法，先设计芯片的架构，将芯片分为驱动、MAC、Phy三个主要部分。驱动部分的设计采用软件工程的设计方法进行；因为驱动运行在PC端，要和硬件（网卡）进行数据交互，所以，首先要制定通信报文。MAC部分的设计在分析协议后，进行软硬件划分，确定那些由硬件完成，那些由软件完成。物理层涉及较多的通信算法，如帧同步算法、频率同步（粗频率同步，细频率同步）、信道估计、编码解码、调制解调等，需要先进行仿真确定算法。整个物理层的开发流程如图2所示。仿真：开发过程中，物理层的算法都经过严格的仿真，仿真结果满足设计指标后才开始进行HDL设计。下图3是OFDM调制解调54Mbps仿真结果。标准规定：PER《10%，SNR》25@54Mbps。技术特点：基带部分不采用处理器，减小芯片面积和提高处理速度；片内MCU负责执行USB的固件程序和执行MAC层及物理层的配置；物理层算法采用自主算法；支持WAPI、IEEE802.11i加密标准，多种加密方式无缝集成；MAC实时性要求不高的部分由软件实现，便于升级和维护。芯片面积：芯片的逻辑单元为：863Kgates（MAC+PHY+USB+MCU）MEMORY大小为：271Kbits。在0.18um下的Diesize为：23mm2（包括ADC/DAC/LDO等模拟部分）。S901芯片版图如图4所示。芯片功耗：整个基带包括内部ADC/DAC的功耗如表1所示。表1：S901功耗表基于SCIWi-Fi基带芯片的无线网卡设计SWM9001Wi-Fi无线网卡的结构和主要技术指标SWM9001是基于苏州中科半导体集成技术研发中心有限公司（灵芯集成）具有自主知识产权的射频芯片S103和基带芯片S901设计的Wi-Fi无线模组，该产品在2011年9月30日获得Wi-Fi联盟的产品，号为WFA12939。该无线模组是国内家利用自主知识产权Wi-Fi芯片设计而获得的产品。下图5是网卡的结构图，图6是网卡外形图。图5：SWM9001网卡构成图6：SWM9001外形SWM9001网卡的主要指标特性如下：*符合IEEE802.11b/g/e/h/i标准，同时支持WAPI加密标准;*加密标准：64/128/152bitWEP，WPA/WPA2/WPA-PSK/WPA2-PSK，WAPI；*接口：USB2.0;*传输速率：6/9/12/18/24/36/48/54Mbps@802.11g;1/2/5.5/11Mbps@802.11b；*调制方式：BPSK/QPSK/16QAM/64QAM@11g;DQPSK/DBPSK/DSSS/CCK@802.11b；*接收灵敏度：-71dBm@11g，54M;-90dBm@11b，11M;*驱动：WindowME/SE/XP/2000/Vista/Win7，Linux2.6.28andAndroid2.1/2.2/2/3;*传输距离：室内100米，室外：300米。应用范围：灵芯集成为该参考设计提供完整的解决方案（原理图，PCB，BOM表，驱动程序），产品设计充分考虑了功耗、稳定性、易用性和可扩充性。性能在同类产品中处于地位，价格具有相当的竞争优势。该Wi-Fi无线模组可以应用于PC机无线网卡，无线视频传输，家庭无线网关，工业数据无线传输等场合。SWM9001无线网卡的设计技巧和注意事项无线网卡的电路主要包括射频前段模块（FEM）、射频模块（RF）、基带芯片和电源部分。设计中需要注意的事项主要是射频前段模块（FEM）、射频模块（RF）的电磁兼容和干扰问题：1）FEM的滤波电容100uF;因为FEM的PA部分工作电流所占比重大，需要大容量的滤波电容；2）Wi-Fi射频单元的电源输入需串入一个磁珠，用来抑制电源线上的高频噪声和尖峰干扰，提高发射；3）有源晶振（40MHz）时钟线宽不得小于8mil，在顶层（Toplayer）或底层（Bottomlayer）走线；不得在内电层走40MHz时钟，时钟线越短越好，如需穿孔，推荐孔大小为外径30mil，内径15mil；4）在四层PCB上推荐的50ohm阻抗线宽为12mil；射频部分必须保留完整的地平面；5）PCB布局时，DC-DC靠近USB接口；时钟线离50ohm阻抗线越远越好。来源：维库电子市场网

导读：RFID（RadioFrequencyIdentification）是一种无线射频识别技术，它是自动识别技术的一种。使用专用的RFID读写器及专门的可附着于目标物的RFID标签，利用频率信号将信息由标签传送至读写器。相比传统的条码、磁卡等自动识别技术，RFID技术在诸多方面都有显著优势，如环境适应能力、工作距离、保密性、及其智能化等。另外，它对多个高速运动的物体也可同时识别。RFID技术正在迅速成熟，许多国家都将它作为一项重要产业予以积极推动。就目前来看，中国无源超高频发展还处于初级阶段，亟待突破技术，不仅需要完善商业模式更需要创新，要想无源超高频市场发展，必须有效地解决问题。本文为射频通信系统的实现提供了一种可行的解决方案。1系统整体设计本文选用的是C8051F310微控制器和FM1702SL读写芯片。C8051F310具有10位转换速率可达200ksps的ADC，高速8051微控制器内核，29/25个端口I/O等特点；非接触式读卡芯片FM1702SL是基于ISO14443标准的，可满足的加密算法有很多种，支持13.56MHz下的非接触通信协议TYPEA。读写器将要发射的信息编码后加载在13.56MHz的射频载波上，通过天线向外发送，并形成一个稳定的电磁场，为RFID标签提供能量。当RFID电子标签进入读写器的工作区时，卡内天线接收此信号和能量，标签被激活。标签芯片对此信号做出判断，如为有效信令，则从存储器中读取有关信息，并通过卡内天线发射出去。天线收到此信号，FM1702SL内部接收器对信号进行检测和解调并根据寄存器的设定进行处理，之后送至主机系统。主机系统判断出该标签是否合法，做出相应处理，随后发出指令到读写器。2系统硬件设计2.1整体电路设计外部电源为220V交流电，通过开关电源将其稳压在5V，给电路板供电。由于C8051F310单片机的供电电压为2.7V~3.6V，射频读写芯片FM1702SL的供电电压为3V~5V，所以用一片AMS1117稳压器，将电压稳定在3.3V供电。RS232通过SP3232实现电平转换，与C8051F310相连接，C8051F310单片机通过SPI口与FM1702SL相连接，进而对读写芯片进行控制。FM1702SL再与天线相连接实现信号的发送与接收。总之，该系统主要由电源模块、串口通讯模块、MCU模块、FM1702SL接口模块和天线匹配电路模块组成。2.2FM1702SL电路设计FM1702SL是高集成度的芯片，其外围电路需要几个退耦电容和一个晶振以及一个0Ω电阻即可。本系统采用PCB天线设计，FM1702SL电路如图1所示。图1FM1702SL电路3系统软件设计首先对C8051F310和FM1702SL初始化，然后执行检测命令进行寻卡，如果有卡进入，判断信令是否有效，如为有效信令就进行防冲突机制，选择卡片，再进行，通过之后进行读卡、写卡、停止等操作，依此循环。部分程序的子函数如下：charPcdRequest(unsignedcharreq_code,unsignedchar*pTagType)//防冲撞//input:g_cSNR=存放序列号(4byte)的内存单元首地址//output:status=MI_OK:成功//得到的序列号放入指定单元charPcdAnticoll(unsignedchar*pSnr)//选定一张卡4结束语本文使用C8051F310和FM1702SL实现了射频通信系统的软硬件设计，论述了主要电路的设计原理，介绍了部分程序的设计。本文射频读写器的设计具有实际意义。射频识别技术也是物联网的研究内容之一，本文的研究对物联网研究也有着重要的指导意义。

设计一款电子电路或定义一个完整系统时，确定这些应力源，并正确理解它们的机制以正确定义操作系统的环境是非常重要的。这样做可以使您定义简单的设计规则，并利用低成本的解决方案对敏感的电子系统进行充分有效的保护。以太网供电（PoE）设备是一种必须对敏感电源电路进行保护的系统。尽管PoE规范提供了过电流保护功能，但对那些会损害其他类型电源设备的电气瞬态来说，这些系统也很易遭受同样的损害。在PoE设备中，供电设备（PSE）将电源通过以太网线缆供应到用电设备（PD）中。如图所示，通过以太网线缆数据通道所用的两条双绞线对的共模电压差进行供电。通过使用额外的备用双绞线对，可以提供更多的电力。PoE的应用范围很广，其中包括办公和工业网络等环境。以太网线缆或设备通常为室内使用，但是也可以用于室外应用。在本单端口PoE应用例子中，通过以太网线缆的信号对实现了电源供电；而通过备用双绞线对实现了更多电力供应。PoE应用中的瞬态当前已开发了许多标准，对不同应用中的瞬态过压环境进行模拟或仿真。例如，根据IEC瞬态抗扰度标准，瞬态可以分为以下三大类：IEC61000-4-2：静电放电（ESD）；IEC61000-4-4：电气快速瞬态/脉冲群（EFT）；IEC61000-4-5：浪涌。这些IEC标准也定义了应用于每一瞬态类别的抗扰度测试方法，并且它们还向瞬态抑制组件的厂家提供了一些符合特定组件特征的标准化波形和过电压电平。静电放电（ESD）ESD是由两种绝缘材料接触、分开而引起的电荷累加造成的；当带电体接近另一个电位较低的物体时，就会引起相应的能量释放。例如，当人走过地毯时，就可以产生超过1.5kV的电荷。ESD是一种共模电气事件，并且是通过电气路径，从一个元件到另一个元件的放电现象，以外壳接地结束。清楚地确定电流路径，并确保其对敏感电路不会造成损害是一项很重要的设计指南。一个更好的选项就是为放电电流提供一个替代放电路径，以绕过该敏感电路。表1、IEC61000-4-2波形参数。另一个威胁因素是线缆放电事件。当以太网线缆充电，并放电到与该线缆相连的一个电路中时，就会发生线缆放电事件。线缆也能通过摩擦带电（例如，将线缆在地毯上拖曳）或通过感应（例如，来自持有线缆的带电人体）的方式进行充电。目前还未确定用特定的测试方法来定义线缆放电的标准。绝大多数的厂商都使用内部线缆放电事件（CDE）对设备（setup）进行测试以对他们的设计进行评估。极少数人认为只要通过IEC等级4测试，就已足够对此类放电进行保护了。不过，那种认为只要设备通过IEC61000-4-2等级4放电测试，就可以通过CDE测试的看法，之所以不是不变的真理，是因为两个测试中所用的带电电容有很大区别，即IECESD为150pF，而CDE的电容则要大的多，这取决于所用线缆长度以及线缆相对地面的高度。在集中式电容（lumpedcapacitance）之外，也有来自传输线路的分布式电容。CDE中的放电通常会比IEC等级4中的放电释放更多的能量到所测设备中。电气快速瞬态电气快速瞬态（EFT）是开关和继电器、马达以及其他感应负载电弧接触的结果，这在工业环境中是很常见的。通常，该类型的瞬态是共模型的，并通过电容耦合引入通信线缆中。IEC61000-4-4将该瞬态定义为一系列非常短的高压尖峰，以5kHz到100kHz的频率出现。表2归纳了严重性测试等级。短路电流值通过用50-Ω电源阻抗对开路电压分压进行估算。表2、IEC61000-4-4严重性测试等级根据IEC61000-4-4，通信线缆上的容性耦合钳是对通信端口的测试电压进行耦合的方法。其中包括一根以太网线缆，这意味着耦合不会产生到端口的任何电偶连接。另一个可行的耦合方法是直接通过100-pF的离散电容进行耦合。我们应注意到，由于它的重复特性，EFT事件还可以造成通信系统的不稳定行为。瞬态保护电路指南保护电路不应干扰受保护电路的正常行为，此外，其还必须防止任何电压瞬态造成整个系统的重复性或非重复性的不稳定行为。为满足这些要求，我们为电子系统的电压瞬态保护设计规定了许多设计指南，瞬态电压源可以分为差分型、共模型，或差分和共模合一型。瞬态电压保护技术可分为屏蔽和接地、过滤、电气隔离以及使用诸如二极管的非线性器件等类型。阻断和转移（diverting）技术的结合使用实现了有效的电路保护。使用共模线圈可能是非常有必要的，但是所选的电压抑制器的设计还必须符合应用的速度和稳健性要求。例如，必须对有低ESR的高电压（高于或等于2kV）使用能吸收直接瞬态冲击的分路（线路对大地接地）电容器。PoE电路保护尽管在本文中讨论的仅是通常在受保护设备内部署的二次侧保护，但我们应注意到，对于室外电信光缆来说，要求有侧电信保护设备。在PoE应用中，PSE是由48-V电源供电的。通常，PSE会有一些与大地接地相连的共模电容。这些电容可以是离散电容，也可以是PCB板的层间电容，或两类电容的结合。由于PSE实际上并不是浮动的，因此施加于数据连接器上的任何共模电压瞬态都能造成PSE组件的电压击穿。对于PSE端口电源开关晶体管来说，尤其如此。图2显示了该效应，并显示了在没有保护电路时，造成对PSE电源开关晶体管损坏的大电流路径。CCM表示系统的48-V线路与外壳接地之间的共模电容。这可以是48-V电源的正或负（48-V回路）线路。为简化原理图，仅在负极线路显示了CCM。该配置适用于使用AC断接电路时的应用，该配置还要求使用D1。AC断接电路的工作会导致瞬态保护出现坏的情况。图2、若没有保护电路，ESD或EFT事件就可以毁坏PSE的主电源开关。在使用RJ-45线缆的应用中，通常不会使用先前提到的线缆屏蔽保护技术。不过，图3中显示的解决方案对PSE集成电路实施了充分的保护。当使用AC断接电路时可采用该电路，若没有使用该电路，则不需要D1和D3。图3、该保护电路配合使用阻断元件（电感器）和转移电路（BS终端和钳位二极管）避免了ESD和EFT事件产生的浪涌损害。关键组件的参数认真考虑以下保护电路中的每一个主要组件的关键参数是非常重要的。对于钳位二极管D2和D4而言，关键参数是指前向恢复时间、瞬态电流能力以及前向电压瞬态。TVS二极管D3的关键参数是响应时间、电流处理能力以及低阻抗。只有当D1用于AC断接功能时，才要求D3。若考虑到更为严重的浪涌问题，比如GR-1089-CORE标准（楼宇间的雷电浪涌设计规范）中定义的浪涌，则D2、D3（1500-WTVS）以及D4需要使用更为稳健的组件。负电压瞬态要求有肖特基二极管D1，同时也需要BobSmith（BS）终端或线路对接地电容器，因为初的ESD/EFT瞬态是通过这些终端流向大地接地的。其他的主要组件是铁氧体磁珠FB1和FB2。这些组件提供了防止C2在高频率时将终端短路的阻断阻抗。48-V总线（100nF）上的去耦电容器以及桥接TPS2384(＄5.3438)的P与N终端的电容器必须是低阻抗陶瓷电容器。C1和C2必须非常靠近钳位二极管D1和D2。48-V总线（D5）上的TVS二极管通常的放置位置与48-V输入连接器靠得很近。所有的器件都必须是表面贴装封装形式的，并带有很低的寄生电感。不管极性为正还是为负，保护组件均可避免瞬态电流进入TPS2384(＄5.3438)芯片的N到RTN路径，或P到RTN路径。不过，这些瞬态电流由于瞬态源的不同，可能会有不同的路径。图4和图5分别阐明了快速共模事件ESD或EFT的保护情况。图4、本图阐明了铁氧体磁珠和钳位二极管将正极ESD/EFT事件从TPS2384(＄5.3438)芯片的P终端转移到底座接地的电流路径在瞬态事件发生前，C1和C2上的直流电压电平直接影响瞬态电流路径。在ESD或EFT模拟中，BS终端与铁氧体磁珠一起在ESD/EFT抑制中发挥作用。此外，BS终端还可用于EMC目的。这些电容器清楚地定义了ESD或EFT冲击时的初路径。图5、本图阐明了铁氧体磁珠和钳位二极管将正极ESD/EFT事件从TPS2384芯片的N终端转移到底座接地的电流路径。模拟可以提供在不同瞬态事件中可能的电压大小的指示功能。线路对大地接地电容器上的可能电压是1kV，这表明选择额定值为2kV的电容器是安全的。模拟还表明，应用8-kVESD时，若同时存在150-pF/330-HHM，则BS终端上1-nF电容器的电压将小于100V。对于Class2事件来说，在浪涌测试中，施加到该电容器的电压是1kV。同理，对于10-nF的电容器来说，200-V的额定值也是安全的。不过，因为没有定义一个ESD线缆放电模型，因此还没有进行过此类模拟。对于四端口的PSE来说，图6显示了一款推荐使用的电路板布局，其符合先前所述的所有设计指南。图6、PSEPCB板的设计遵循了提高电子系统稳健性的布局指南，以提高ESD/EFT事件保护能力。很明显，D2、D4、D3、D1、C1、C2以及电源输入和RJ-45连接器必须靠得非常近，以使瞬态电流回路所占空间以及其生成的阻抗尽可能的小。在多端口应用中，推荐对每一组的两个或四个端口使用与C1一样的去耦电容器，并使每个电容的放置都靠近其相关组。为抑制器器件提供足够的铜箔面积以促进散热也是非常重要的。另外一个注意事项是以太网接口电路通常要求数据线路驱动电路要有数据线路保护器。不过，本文的重点是阐述用于PoE电路的保护技术。来源：维库电子市场网

为了人脸识别的相关算法能快速运行，选择了TI公司的DSP处理器，另附加键盘模块和PAL制式输出模块，可以脱离PC独立对PAL视频信号进行采集和处理，并独立运行人脸的定位，特征抽取以及人脸的识别。硬件方面，系统采用了存储器切换系统，使得图像数据缓存和读取分别由CPLD和DSP独立且同时执行，缩短了数据的处理周期，保证了系统的实时运行。软件设计包括了：人脸定位、人眼定位、样本存储以及人脸识别。其中样本由DSP自动选取，根据人眼定位和人脸标记方框的大小共同决定，选取一部分大小相等且眼距相同的图片作为训练样本以及待识别样本。在主分量分析过程中，提取出主分量构成特征脸空间，将原样本投影到该空间内一点，再输送到KNN分类器中进行分类。该设备携带方便，功耗低并可通过软件设计将其应用到其他领域，如运动识别、动态跟踪等。1人脸检测的算法人脸检测系统可以分为人脸检测和人脸识别模块，这两大模块又进一步可划分为人脸检测与定位、规范化、特征提取和人脸识别4个模块。其详细结构，如图1所示。1．1人脸的定位通过已获得的样本来判断人脸的位置，选取合适的人脸，截取出做样本是重要的步骤。人脸特征定位与特征提取质量的好坏对于人脸图像识别效果有直接的影响。首先确定人眼的坐标（x1，y1）和（x2，y2），由此可间接得到正方形人脸的左上顶点和右下顶点的坐标，设其分别为（X1，Y1）和（X2，Y2），其详细计算方法如下所示1．2人脸特征提取在设计人脸识别分类器时，通常将一幅图片看成一个一维向量。虽然这与传统的将图片看成矩阵形式有差别，但是却能为采用主分量分析（PCA）进行特征脸提取创造有利条件。特征脸分类的方法是将一幅图像投影到一个特定“脸空间”的一个点。这个“脸空间”由一股互相正交的向量组成。这些向量便是表征各个人脸聚类的重要组成部分。不同人脸的图片在此空间的相差较远，相同人脸的不同图片在此空间上的投影相距较近。因此可以使用PCA的方法为整个人脸识别系统打下基础。步，采集到N个样本用作训练集X，求出样本平均值m，如式（1）所示其中，xi∈样本训练集X=（x1，x2，…，xN）。第二步，求出散布矩阵S，如式（2）所示根据PCA的基本原理，必须求出散布矩阵的特征值λi和对应的特征向量ei。其中，ei便是主分量，且其对应的特征值的大小代表它包含信息的多少。所以需要将特征值从大到小依次排列λ1，λ2，…。如图2所示，左边是由λ1对应的特征向量重建的人脸图像，基本能分辨出人脸的轮廓，右边是由λ100对应的特征向量重建的图像，看起来更像是噪声，如果将其应用到系统中，对识别是不利的。假设取出p个值，λ1，λ2，…，λp可以确定出脸空间E=（e1，e2，…，eP），在此脸空间上，训练样本X中，每个元素投影到该空间的点可以由式（3）得到由上式得到的是将原向量经过PCA降维后的p维向量，下一步便是将其输入KNN分类器进行分类。1．3KNN分类器的构建KNN的实现分训练和识别两步。训练时，把每类样本降维后的结果作为KNN的输入。K近邻算法将一个测试点x分类为与它接近的K个近邻中出现多的那个类别，从测试样本点开始生长，不断扩大区域，直到包含进K个训练样本点为止，并且把测试样本点的类别归为这近K个训练样本点中出现频率的类别。如图3所示，圆圈表示待识别数据所处的位置，选择K值为3时，选中实线圆中的3个数据，识别结果为三角形代表的类；选择K值为5时，选中虚线圆中的5个数据，识别结果为正方形代表的类。所以选取恰当的K值对分类的结果有很大影响。如果K值选取过大时，可能能较正确地分类，但是同时牺牲了性能，提高了计算复杂度。如果K值选取过小，则大大降低了计算复杂度，但是可能会影响分类的准确性。2系统硬件设计系统设计时选用DSP6713，这是TI公司生产的C6000系列的浮点处理器，其采用了VLIW体系结构，指令运行的等效周期数较低，运行速度较快。图像的采集采用了PAL制式输出的普通摄像头加上TI公司生产的图像编码芯片TVP5147，该芯片支持多种制式，多种接口输入，并可以输出YUV格式的视频数据，同时提供行同步信号和垂直同步信号等。数据暂存使用CPLD和SRAM实现。设计系统构成，如图4所示。2．1TVP5147芯片系统上电时，DSP首先对TVP5147初始化，其通过I2C总线实现，DSP自带I2C总线控制器。芯片I2C地址是由芯片引脚I2CA的电平控制的，如该引脚接高电平，则I2C写地址为0xB8，否则为OxBB。图中行为DATACLK信号，其为TVP5147芯片提供的数据时钟信号，第二行为数据Y［9…0］，当每一行图像开始之前，会有4个SAV信号，同样，结束之后也有4个EAV信号，如图5所示，数据是YCbCr格式，每个像素点的数据为4个数据组成，为Cb，Y，Cr，Y。而由图5中可以看出AVID信号为高电平时，表明当前的数据为有效数据。这为CPLD采集有效数据提供了参考信号。同时TVP5147芯片还输出FID信号，该信号为奇偶场指示信号。假如系统初始化为从Y［9．．O］端口输出10位的YUV混合视频数据，则可知道其输出符合以下时序，如图5所示。2．2CPLD读写SRAM存储器选择了DS1265AB，它是SRAM存储器，具有存储速度快的优点，并能够在系统掉电时保存数据10年。DS1265具有1MB的容量，20根地址线，8根数据线，另有WE，OE，CE信号输入端。CPLD选用EPM7128具有价格便宜、计数频率高等优点。将存储器SRAM接到CPLD的IO引脚上，配合时序便能达到对SRAM读写的要求，原理图，如图6所示。编写CPLD程序使得输出时序满足SRAM的存储要求，当然对于设计的具体要求，利用两片SRAM分别存储奇偶场的数据，SRAM的切换是由奇偶场信号FID控制多片74HC245实现的，详细过程，如图7所示。当FID处于高电平时，此时M1和M4使能，此时CPLD将地址信号CPLDaddr输入SRAM1中，DSP将地址信号DSPaddr输入至SRAM2中，同时M6和M8使能，由图中可以看出，此时CPLD正向SRAM1写入数据，而DSP正从SRAM2中读取数据，同时M10使能，CPLD的信号CPLDctl控制SRAM1的读写，而DSP的信号DSPctl控制SRAM2的读写，当FID转为低电平时，正好将SRAM1和SRAM2实现了交换。以这种方式构建的系统，能同时将视频的两场数据同时记录下来，实现了CPLD和DSP的有机结合。至此CPLD的任务就是将有效的图像数据存储到对应的SRAM中，当TVP5147芯片AVID引脚上升沿时，置地址为初始值00h，即从首地址依次往后写入。每一个数据时钟信号DATACLK上升沿时将TVP5147输出的Y［9…2］存储到当前地址单元，Y0和Y1位舍弃，因为所选择的SRAM数据位为8位，当放弃Y0和Y1位后，降低了图像数据的，但对识别效果的影响却很小，然后随着DATACLK每次上升沿的来临，CPLD将地址单元加1，这样实现每一场数据的写入。当切换至另一场数据时，执行的过程相同，只是存储的对象被74HC245强制更改，如此循环，便可将每场数据记录下来。2．3图像输出系统的设计系统设计时为了减轻负担，采用电视监控的方法，将小型电视机通过TI公司的视频编码芯片THS8135连接至DSP总线，将得到的YUV数据通过THS8135直接输出至电视AV的视频接收端，并且通过DSP可以将一些信息显示到电视屏幕上，这样使得识别的过程更加人性化。3系统软件设计系统硬件调试成功后，需要提供一定的软件算法等，以实现软件和硬件的结合，在此设计中，SRAM是扩展在DSP处理器EMIF上的，DSP处理器通过读信号的触发将有效奇偶场数据分别存储为两个一维数组，以供处理。3．1DSP的图像预处理TVP5147芯片输出的图像数据并非RGB格式，而是以YUV格式输出的。需要通过DSP处理器转换成RGB格式，才能进行图像的预处理，转换公式如式（4）所示。DSP将图像数据读入内存空间，然后对其进行运算，将得到的RGB分别放到对应的存储单元，并算出灰度值Gray，运算公式如式（5）所示。将得到的灰度值存放到对应的数组当中。每张图片由两场图片构成，所以完整的图片分辨率为720×576。但是对于系统本身无需对其每一个像素都进行转换，所以截取其中320×240进行存储，这样每场的分辨率为320×120，大大降低了由YUV到灰度图像预处理和脸部定位的时间，提高了系统的性能。3．2人脸判别流程将得到的320×240的图片经过人脸的检测后，将截取人脸的部分作为人脸样本。设计时，人脸的所有样本都将在显示器上显示出来，降低了人脸错误检测的可能，一定程度上提高系统的准确性。人脸的样本分辨率为24×24，作为576维的一维向量输入至PCA。图8（a）为计算PCA投影矩阵的流程图，图8（b）为KNN分类器的工作流程图，其中训练样本经过PCA投影后的数值，不需要在每次识别中重新计算，可以作为初始化时的计算，也可存储于掉电非易失介质中，如Flash存储器中，可以提高设备的运行效率，降低运算量。如图8所示，KNN分类器可以判断接近的分类，但是并不能拒绝分类，于是产生了任何人的脸都将被分到内置样本集的一类中。这样的分类方式是不可取的，所以必须加入是否拒绝的判定，流程图如图9所示。如流程图中显示，当样本点经过PCA降维后，输送至KNN分类器进行分类，所得到的结果一定可以判定为第K类，此时不能急于定论，先求出待测点与K类标号的样本点的欧氏距离之和sum。定义两个阈值a和b，如果sum4试验结果该实验中，选定a的值为12400，b的值为16200，这两个值的确定需要进行大量的实验，从中找出规律。x的值的大小直接影响识别的效果，文中分别选取x=4和x=5进行了测试。（1）x=4时：程序在测试可识别库中的分属12个人的36幅人脸图像时，正确识别出其中的33幅，其余3幅图像均被判否，0个判错。程序在测试不可识别库中的分属3个人的33幅人脸图像时，22幅图像被成功判否，11幅被误判；（2）x=5时：程序在测试可识别库中的分属12个人的36幅人脸图像时，正确识别出其中的25幅，其余ll幅图像均被判否，O幅判错。程序在测试不可识别库中的分属3个人的33幅人脸图像时，28幅图像被成功判否，5幅被误判。分析上面的实验数据可知，x=4时，可识别库的识别率为91．6％，不可识别库的判否率为66．7％。x=5时，可识别库的识别率为69．4-％，不可识别库的判否率为84．8％。因此，应用于不同的场合时，应选择不同的x值，当要求尽可能拒绝外来人脸时，可选x值为5，当要求尽量识别已知人脸时，可选x值为4。5结束语此人脸识别系统的构建，充分考虑了其推广性，未采用USB摄像头作为图像采集设备，而以通用视频标准的模拟摄像头取而代之，因此用户在摄像头选择的时候，可以更加自由。同时该设备支持多种接口输入，除了普通的R-jack口之外，还提供了Svideo，YPbPr和RGB等输入方式。该设备的识别可达90％以上，基本满足了识别要求。系统实时性好、携带方便，可以通过程序的修改推广到动态图像跟踪、运动检测等领域。来源：维库电子市场网

1.USBType-C和PD很复杂使用可插入电源或设备的通用联接器时，协商哪个设备为哪个设备供电似乎使产品设计人员和消费者生畏。但是，产品的复杂性可以根据产品设计者的需要而有所不同。对于仅支持Type-C的设备，一个集成电路(IC)即可用于执行此协商和联接。对于更为复杂的特性，可以实施供电协议（PD）。要实现USB-CPD合规性，必须遵循一系列严格的准则。产品之前必须接受USB-IF监管委员会的审核。使用IC供应商的固件可简化方案设计。2.USBType-C和PD很贵为了检测、连接和协商通信，从USB2.0转向USB-C好像比较昂贵。对于基本USB-C功能，可以使用状态机控制器。市场的这种控制器价格不到20美分。这会减小成本、功耗和PCB空间。另外，随着USB-C的广泛采用，控制器IC的价格也在下降，且它们变得越来越高能效。随着USB-C的普及，实施的价格在下降。在系统中包含USB-C插座和控制器的费用不到20美分。3.所有Type-C端口的功能都相同尽管是通用的联接器，但USB-C端口的实际特性却可能存在很大差异。旅行适配器的端口仅对设备充电，可穿戴设备端口通常仅接受充电。笔记本电脑等双角色设备的端口既可充电也可接受充电。标准Type-C端口的功率等级限值为15W。而如果实施了PD协议，则可以高达100W。此外，某些端口的数据通信可高达USBSuperSpeedGen210Gbps的速度。其他特性还可能包括显示端口或支持Thunderbolt。4.所有Type-C电缆都是相同的虽然所有USB-C电缆具有相同的针脚排列并且可以插入任何USB-C端口，但并不一定意味着它们的电气特性和特征都相同。标准电缆的额定电流3A，长度不到4米。短于2米或需要支持3-5A的电缆需要一个电子标记IC，即e-marker。电缆还可能具有“全功能”，例如，支持达4K高清视频。如上所述，全功能电缆实际上可能具有更多电线，可以实现附加带宽。Type-C规格使得设计人员能够仅使用其端口所需的特性，从而降低复杂度和成本。随着市场的成熟，越来越多的方案已针对给定的市场需求进行了优化。5.USBType-C是需要购买的另一种电缆虽然USB-C电缆比较独特，但USB-C外形的采用率高，USB-C电缆也越来越常见。其趋势在于，这种电缆终将成为消费者需要的电缆。如果可以使用同样的电缆从任何充电器对PC进行充电，对电话和任何穿戴设备进行充电，消费者所需的电缆数量终将减少。6.Type-C电缆只是不同于Type-A和Type-B的一种接口使用PD的Type-C在电源和数据速率方面远远优于Type-A和Type-B。虽然Type-A和Type-BBC1.2的功率能力已发展到高7.5W，但USB-CPD可将功率协商至高100W。USBSSGen1的数据速率为5Gbps，而Gen2速率达10Gbps。近的更新还支持同时使用Tx和Rx线路，进一步将有效数据速率提高一倍。7.Type-C电缆仅用于数据和为小型电子产品充电USB-C当然是通用型的，不但可以为电话和小型穿戴设备供电，而且可以为PC、家用电器，甚至功率额定值在100W以内的工业设备供电。8.我仍然需要3.5mm插孔来听音乐这不是问题。USB-C支持基于联接器获取音频。USB-C电缆具有专用D+/D-引脚来支持音频信号。SBU引脚还可用于麦克风和接地信号。某些耳机制造商正在研发使用USB-C联接器的耳机，很多制造商则在研发转换适配器(dongle)。加密狗(dongle)是小型适配器，一端为3.5mm插孔，另一端为USB-C，支持消费者继续用自已喜欢的3.5mm耳机。虽然由于安装了dongle可能使声音质量下降，但许多消费者选择了这种便宜的选择，而不是立即更换耳机。9.USB-C不再支持模拟音频很多人认为如果通过USB-C传输，所有音频必须是数字的。实际并非如此。很多电子平台设计人员都会继续使用模拟音频，USB规范中有一个条款规定，如果系统使用模拟音频，则必须也支持数字音频。10.我不能同时充电和听音乐虽然USB-C功能非常多样，可以充电、传输数据、听音频，但某些人仍然觉得不好用，因为其设备只有一个端口。初的假设是USB-C端口只能支持一个功能。然而，USB-C规范规定，允许同时在同一个端口上完成多种功能。USB-C规范为此规定了允许配件支持。消费者可以购买带USB-C输入和多个输出的dongle来实现同时充电、传输数据和听音频。11.基于USB端口的视频质量太差实际并非如此。USB-C特性当然优于USB2.0特性。USB-C规范含“交替模式”。这些功能扩展支持非标准的USB协议，如显示端口和Thunderbolt经由USB-C联接器传输。USB-C基于超级速度引脚支持达4K高清视频。USB-C联接器真正将行业的电力、数据、视频和音频协议组合在了一个时髦、灵活的外形中。转载自维库电子市场网。

AMD和联发科这两家半导体厂商，在各自擅长领域的存在感都有明显增加，这两家公司还将在芯片方面进行合作，以进入新的领域。外媒是援引产业链人士透露的消息，报道AMD寻求和联发科合作进入新的领域的，两家公司将在Wi-Fi芯片方面进行合作，进而进入这一市场。从产业链人士透露的情况来看，AMD和联发科在Wi-Fi芯片方面的合作，将从用于笔记本的定制Wi-Fi6芯片开始。AMD寻求与联发科合作进入Wi-Fi芯片这一细分市场，除了是寻求进入英特尔和瑞昱半导体占主导地位的Wi-Fi芯片市场外，也是在增强自身的竞争力，将增强AMD在笔记本芯片市场的竞争力。外媒在报道中表示，不同英特尔，AMD并没有任何内置的无线解决方案，这也导致采用AMDCPU的主板和笔记本电脑，需要采用来自第三方的无线解决方案。转载自中文业界资讯站。

基于FPGA的嵌入式图像检测系统因其快速的处理能力和灵活的编程设计使得它在工业现场的应用非常广泛，通常这些系统都是通过采集图像数据流并对它实时处理得到所需的特征信息。图像数据的获取是整个系统的步，作为整个系统的前端，它决定了原始数据的质量，是整个系统成功的关键。CMOS图像传感器采用CMOS工艺，可以将图像采集单元和信号处理单元集成到同一块芯片上，因而在集成度、功耗、成本上具有很大优势，这使得它在嵌入式图像处理领域的运用越来越多。CMOS图像传感器芯片大都把I2C总线的一个子集作为控制接口，用户可以很方便地对芯片进行编程操作，根据设计要求的不同配置图像传感器内部寄存器数据，以获取期望的图像。本文以Aptina公司的MT9P031图像传感器为例，用Verilog硬件描述语言设计了I2C总线的接口电路，以FPGA作为控制器实现了对MT9P031初始化操作，不仅验证了I2C总线的配置效果，得到了理想的图像数据，还为后续线结构光图像的处理系统奠定了基础。I2C总线协议及MT9P031配置过程介绍1.1I2C总线协议I2C(Inter-IntegratedCircuitBus)总线是由PHILIPS公司开发的两线式用于芯片之间连接的总线，由于其接口线少，控制方式简单，通信速率较高等特点，在单片机、串行EEPROM等器件中有着广泛的使用。I2C总线用两根信号线来进行数据传输，一根为串行数据（SDA,SerialData），另一根为串行时钟线（SCL,SerialClock）。若干兼容器件（如存储器、A/D、D/A、LCD驱动器等）可以共享I2C总线。I2C总线上所有器件依靠SDA发送的地址信号寻址，不需要片选线。任何时刻总线只能由一个主器件控制，各从器件在总线空闲时启动数据传输。1.2MT9P031配置时序分析由于检测系统需求的不同，图像传感器可能要工作在不同的模式，因此需要通过外部控制器对其内部寄存器进行读写操作，完成具体的配置。典型的写MT9P031寄存器时序如图1所示，起始信号过后，FPGA先写入设备（即MT9P031）的地址0xBA，然后释放SDATA数据总线，随后MT9P031返回一个应答信号ACK，FPGA获取应答信号后，经过一个时钟周期再传送待配置的寄存器地址0x09，在获取应答信号后再传送16位的寄存器数据，由于每次只能发送8位数据，所以这16位的寄存器数据要分两次才能发送完毕，先发送的是高八位数据，后发送的为低八位数据，每发送完一个字节的数据，FPGA均会获取一位的应答信号，然后结束一个传送周期，完成一个寄存器的配置，即IDAddress+SUB-Address+W-Data总共32位的数据。重复上述过程可以对不同的寄存器进行不同的参数配置。2FPGA模块设计为了实现对图像传感器的正确配置，必须严格按照MT9P031的配置时序完成设计，本设计中I2C总线配置模块主要由三个小模块构成，它们分别是I2C_Clock_Generator、I2C_Controller和Register_Value，各模块之间的连接如图2所示。I2C_Clock_Generator主要产生负责产生I2C串行时钟信号，根据协议数据传输有三种速度模式：正常模式100Kb/s、快速模式400Kb/s、高速模式3.4Mb/s，为了保证配置的准确性和成功率，设计中采用了100Kb/的速度模式，即SCLK的频率为100KHz，因为FPGA外部输入的时钟为50MHz，所以需要对其分频获得。同时该模块还负责产生数据传输有效信号，保证SDAT的改变发生在SCLK的低电平时段。Register_Value其实一个查找表，负责保存MT9P031内部需要配置的寄存器地址和数据，查找表内数据的位数都是24bit，单独作为一个模块的目的是为了方便用户改变配置数据，决定图像传感器的不同工作状态。I2C_Controller是图像传感器配置设计的模块，主要完成了启停命令产生、字节发送和读取、应答信号采集等功能。同时，I2C_Controller模块还产生I2C读写时序，由状态机严格按照I2C协议实现，将RegisterValue部分送出的24位操作码I2C_DAT转化成为正确的I2C时序。一个寄存器的数据传输完成后，模块还将判断寄存器配置数据是否发送顺利，如果一切正常，LUT_INDEX信号会自动加一，控制RegisterValue查找表产生下一个寄存器的地址和数据。3I2C接口的仿真及调试为了验证MT9P031配置过程中I2C时序的正确性，本设计在ModelsimSe10.1c版软件平台中对整个模块进行了功能仿真，在Testbench中模拟了50MHz控制时钟以及复位信号，观察终输出端的波形情况。图3是对MT9P031的寄存器地址0x00进行读操作的仿真波形图，图4是对寄存器地址0x01写入0x01EA的仿真波形图。4总结基于I2C总线的图像传感器配置在视频图像采集处理系统中非常普遍，本设计结合了FPGA的可编程特性，采用模块化的方法设计方法完成了I2C配置电路的设计，详细介绍了各个模块的设计流程和实现方式，对整个设计进行了仿真，验证了设计的正确性。综合调试后占用资源极小，可靠性高，而且利用Verilog硬件描述语言的设计使得可移植性很强，具有广泛的应用价值。来源：维库电子市场网

华盛顿大学感测系统实验室VamsiTalla等研究人员发表一项可利用现有Wi-Fi芯片组发展的Wi-Fi充电技术PoWiFi，初步已成功为温度传感器、相机，及几款电池充电，希望未来还可用于运动测量等物联网装置上。华盛顿大学感测系统实验室VamsiTalla等研究人员发表一项可利用现有Wi-Fi芯片组发展的Wi-Fi充电技术（PoWiFi）——“PoweringtheNextBillionDeviceswithWi-Fi”，初步已成功为温度传感器、相机，及几款电池充电，希望未来还可用于运动测量等物联网装置上。Wi-Fi电力输送的主要挑战现行Wi-Fi技术的应用主要是利用Wi-Fi电波传送及接收数据。但研究人员认为或许可利用电波传送电力。研究人员把Wi-Fi接收器设计成多频道信号采集器（multi-channelharvester），以便模拟连续电力，又不影响Wi-Fi的效能，克服Wi-Fi信号忽强忽弱的特性，让它能够采集AtherosAR9580Wi-Fi芯片组广播信号中的电力。天线接收RF信号，整流器将其转换成直流电，并馈入的DC-DC转换器，增加电压至传感器和微控制器的要求相匹配。该图示出了优化的DC-DC转换器在实验环境下，研究人员架设了具有PoWiFi技术的三台AtherosWi-Fi路由器，先后将20英尺以外的温度传感器，及17英尺外的OmnivisionVGA相机电池充电，并让远程相机得以进行35分钟拍摄一张相片的任务，随后也为28英尺外的镍氢及钮扣型锂电池完成充电。，研究人员在都会区六个家庭部署其设计的系统，成功在实际网络环境下实现Wi-Fi充电，而且不致影响使用者经验。除了配合MIMO，PoWiFi的潜力可望用于更多小型装置。研究人员设计了具有Wi-Fi天线的万用充电器，接上JawboneUP24穿戴装置后，放在PoWiFi路由器5到7公分处，并观察到Jawbone电池在2.5小时内由无电状态充电到41%。研究人员表示，这显示PoWiFi路由器有作为Fitbit、Jawbone等运动量测装置无线充电热点的潜力。他们目前正在研究新的设计，像是将新信号采集器整合到可穿戴装置的天线，以及客制化的电池充电设备，以便扩大新技术的用途。但研究人员也指出这项技术的可能安全问题，一旦Wi-Fi可被用于充电和数据传输，未来可能也会引发“电力阻断服务“攻击（Powerdenialofservice），利用恶意装置造成同样网络内的装置电力枯竭，但这也开启了相关安全研究的商机。各方看好物联网产业成长，IDC去年预测，2020年后物联网装置可能达到250亿个。IDC近并预估，包括物联网装置、联机设备及IT服务在内，物联网市场到2020年将上看1.7兆美元。来源：维库电子市场网

0引言目前，具有自动驾驶功能的智能车越来越引起人们的重视。智能车装备了各种传感器来采集路况信息，通过计算机的控制可以实现自适应巡航，并且又快又稳、安全可靠。智能车不仅能在危险、有毒、有害的环境里工作，而且能通过计算机的控制实现安全驾驶，能大幅度降低车祸的发生率。智能车的设计关键是路况信息的采集，传统的方案多采用红外光电传感器，此方案不仅噪声较大，而且与主控CPU的连接电路复杂，传输速率慢。本文研究的智能小车系统选用了TSL1401CL线性CCD图像采集模块，该模块采用串行通信方式与主控CPU连接，不仅电路简单、性能稳定，而且采集速率快。通过实验测试，本文设计的智能车能根据采集到的图像分析前方路径及障碍而实现智能驾驶，具有极强的实用价值和市场前景。1系统设计思想经过调研与分析，我们采用了MC9S12XS128单片机、TSL1401CL线性CCD图像采集模块、稳压芯片以及液晶OLED等外围器件设计与开发出这套智能小车系统。MC9S12XS128高速单片机为Freescale公司新推出的16位高性能高速单片机，其接口丰富、功耗低、信息处理能力强大，能对小车前方路径及障碍进行及时分析，处理迅速、性能稳定。为了提高路面图像采集的速度与质量，我们选用了TSL1401CL线性CCD图像传感器。TSL1401CL具有功耗小、性能稳定、灵敏度高、响应速度快等优点，其工作过程是先将路况光学信号转换为模拟电流，模拟电流放大后再进行A/D转换变成数字信号，通过串口送至主控CPU。智能小车的CPU根据CCD采集到的信息进行分析和处理，从而实现系统的自动控制与障碍处理、路径探测。在软件设计中我们采用了先进的PID(比例、积分、微分)算法，其运算参数可以根据过程的动态特性及时整定。通过PID算法，模糊PID算法来实现智能车的转向、控速等自动控制，另外还有很好的避障功能，实现了全智能的安全控制。2系统硬件设计本项目采用模块化设计与开发，主要有CCD采集模块、电源模块、电机驱动模块、车速控制模块和转图1系统总体设计框图。2.1CCD采集模块该模块采用TSL1401CL线性CCD图像传感器，其内部由一个128×1的光电二极管阵列、相关的电荷放大器电路和一个内部的像素数据保持功能组成，它提供了同时集成起始和停止时间的所有像素。对于TSL1401CL线性传感器的驱动与使用，本项目利用MC9S12XS128的PA0和PA1引脚对其CLK和SI两个引脚按特定的时序发出方波信号，TSL1401CL的AO引脚就会依次输出128个像素点的模拟信号给MC9S12XS128，其电路如图2所示。我们通过测试发现，该传感器的输出信号和环境光线密切相关，白天AO输出值比晚上高很多，对光和背光相差也很大，白炽光和日光灯光线条件下差异很大。同一镜头或信号放大倍数，必然无法适应各种环境，经常会出现过弱或信号饱和，对环境的适应性很弱，对此可通过软件使用动态曝光时间或通过单片机动态改变运放的放大倍数。2.2电源模块系统由不同的模块组成，每个模块工作的电压不同，设计时还要考虑各模块所需的功率。另外还需设计电池检测系统，以便直观了解电池的情况。智能车需要的电源要求包括5V、7.2V等。对于5V供电设计我们选择了LM2940-5，对比7805，2940的优点是低压差稳压，其稳压差小于500mV，这样保证电池在低电压的情况下仍能使单片机和传感器正常工作，同时，LM2940的输出电流可以达到1A，足够供应放大电路和键盘显示电路的工作。LM2940模块电路设计图如图3所示。2.3电机驱动模块驱动电路为智能车驱动电机提供控制和驱动，这部分电路的设计要求以能够通过大电流为主要指标。驱动电路的基本原理是H桥驱动原理，目前流行的H桥驱动电路有：H桥集成电路，如MC33886;集成半桥电路，如BTS7970以及MOS管搭建的H桥等电路。对于本系统的设计，我们选择了性能较好的BTS7970作为电机驱动模块的主芯片，其工作电路图如图4所示。2.4速度控制模块智能车的车速主要采用增量式PID控制和位置式PID控制，将模糊控制与PID控制相结合，使智能车能够在赛道上平稳快速地行驶。智能小车速度控制系统以XS128单片机为，由单片机给电机一个给定速度即理论速度，建立模糊PID控制器，利用模糊PID控制器来控制电机的转速，即控制智能小车的实际速度。再利用光电编码器来测量智能小车的实际车速，并将实际车速反馈给模糊PID控制器，形成闭环负反馈回路。2.5转向控制模块智能车的舵机SD-5采用位置式PD控制，因为舵机的控制高，不同的PWM占空比对应舵机的不同转角，所以采用开环控制。当小车位于直道时，将舵机摆正;当小车位于弯道时，弯道的曲率越大则舵机的转角摆角越大，利用图像的加权平均偏差与图像中心之差作为控制量。3系统软件设计系统软件采用C语言编写，通过CodeWarriorIDE编译。软件设计的思想是驱动线性CCD光学器件采集单线图像信息，通过处理采集到的图像来判断小车所处的位置和确定小车行进时前进方向上的路线情况，然后将处理后的信息转化成变化的PWM量发送到舵机和电机以及编码器处理模块，从而达到对小车行走方向及车速的控制。系统流程图如图5所示。4总结对于本项目智能小车系统的设计与开发，我们选用了MC9S12XS128高速单片机为控制，通过A/D转换方法获取TSL1401CL线性CCD采集信息以及角度测量信息，运用模糊PID算法实现对车模直行、转向以及速度控制的方案。其中MC9S12XS128为整个系统信息处理和控制命令的，线性CCD传感器用来识别小车的运行路径，采集的信息在单片机上进行实时比较，通过PID控制算法来控制小车速度、转向，从而实现小车的智能自动驾驶。本方案的优点是电路简单、系统性能稳定。经测试，本智能小车能在复杂的路况下实现智能自动驾驶。来源：维库电子市场网

MPC8270是广泛应用于通信和网络系统的一款通用处理器，具有强大的接口能力和多协议支持功能，非常适用于高端网络和通讯设备，如路由器、电信交换机和基站等。MPC8270多信道控制器(MCC)支持的数据链路控制(HDLC)协议是重要的数据链路层协议，通过E1/T1中继传输HDLC数据包，是数据传输的重要方式。同时MCC还支持透传模式，用来实现话音等重要业务的通信。如在E1线路上，把整个E1通道分成32个时隙，每个时隙分配64kbps的带宽，根据业务需要，可划分一部分时隙带宽做为数据业务通信，一部分做为话音业务通信。1MPC8270的硬件体系MPC8270硬件模块组成如图1所示，主要由嵌入式G2_LECore(MPC603e内核)、系统接口单元(SIU)和通信处理模块CPM组成。G2_LECore含16KB的指令缓存和16KB的数据缓存。系统接口单元(SIU)主要完成系统复位、启动和初始化、中断管理、时钟配置、外部总线接口控制等功能。通信处理模块CPM包括一个32位的RISC处理器(CP)、3个全双工的快速串行通信控制器(FCC)、1个多通道控制器(MCC)、4个全双工的串行通信控制器(SCC)、2个全双工的串行管理控制器(SMC)、1个系统外设控制口(SPI)、1个串行接口(SI)、I2C总线控制器等。时隙分配器(TSA)可将SCC、FCC、SMC、MCC的数据复用到4个时分复用接口(TDM)。2MCC工作原理MPC8270含有一个多通道控制器MCC2(通道号128—255)，多可支持128路独立的HDLC或者透明传输通道，或者64路七号信令(SS7)通道，每一个通道都可独立配置为不同于其它通道的工作模式，可独立的发送和接收路由。MCC2与串行接口SI2相连接，通过配置SI2和SI2RAM路由表可以将TDM数据中的时隙任意的路由到特定的MCC2通道。MPC8270的内核G2_LE和TDM的数据通信是通过通信处理器模块(CPM)来完成的。CPM根据控制寄存器的标志位来执行数据发送或接收操作，操作完成后再向G2_LE内核的中断寄存器写入中断值，G2_LE内核根据中断值调用相应的中断处理函数，由此完成数据交互过程。驱动程序配置MCC2的相关寄存器后，CPM就将MCC2通道对应的发送缓冲区内的数据复制到发送FIFO内，然后SI按外部帧头和时钟将发送FIFO内数据发送到TDM接口上。或者将数据从TDM接口上接收下来并存入到MCC通道的接收FIFO内，然后CPM再将接收FIFO内的数据复制到MCC2通道对应的接收缓存区内。3MCC驱动的设计与实现3.1MCC初始化下面对MCC模块初始化的具体步骤按顺序做了描述，并对每个步骤值得注意的地方进行了说明：1)分配并初始化MCC操作所需的内存空间。MCC分配内存之前必须先理解MCC的数据结构，这也是初始化工作的难点，如图2所示。数据结构的存储区由MPC8270内部的DPRAM和外部的ExternalMemory两部分组成，DPRAM主要存储参数，包括存储通道参数ChannelParameter(固定起始地址0x0000)，全局参数GlobalMCC2Parameters(固定起始地址0x8800)，外部通道参数ChannelExtraParameters(可选取未使用的DPRAM一段区域来存放)，超级通道表SuperchannelTable(可选取未使用的DPRAM一段区域来存放);外部存储区External主要存储各BD对应的数据Buffer，中断循环表RxIntCQ、TxIntCQ也存放在外部存储区，具体的区域需要根据使用的通道数、每个通道使用的BD的个数、每个BD对应的Buffer大小来确定。熟悉了数据结构就可以来申请数据缓冲区、缓冲区描述符及循环中断表所需的存储空间;同时设置DB(缓冲器描述符)基地址，全局参数基地址，通道参数基地址，分配外部存储空间，收发BD的存储空间，收发中断向量表的存储空间。2)关闭TDM通道。在进行其它寄存器配置之前必须先关闭TDM通道。3)启动CP初始化收发参数。4)配置TDM使用的硬件接口和时钟管脚。5)初始化循环中断表。6)STOPCP收发。7)初始化SIRAM。DisableSI2GMR，配置SI2AMR，SI2BMR，SI2CMR，SI2DMR，将所有路由表清0，配置路由表，注意：收发路由表空间各512字节，4个Bank，每个Bank分前32入口，后32入口(可不用)，每个入口2个字节。8)初始化收发BD的状态，设置BD状态，分配接收缓存区族。设置收BD状态为空0x8000，设置中断BIT位0x1000，一个BD需设置Wrap位;发BD状态需设置Ready位0x8000：crc：0x0c00,Interrupt0x1000，一个BD需设置Wrap位。9)初始化MCC全局参数。10)缓冲区描述符BD和数据缓冲区。11)所使用通道的MCC参数。通道参数的设置，需要清楚各个通道参数的地址范围，每个通道64字节。通道参数中可使能需要的中断，区分出通道的使用协议，比如是HDLC还TRAN等。12)初始化所使用通道的MCC外部参数。每个通道的外部参数8个字节，用于指向此通道各BD的地址对应的外部Buffer地址。13)使能CP收发，使能TDM。使能TDM是MCC正式工作的一步，如果工作需要重新配置MCC参数，也必须先停止TDM，完成参数修改后再启动TDM。3.2中断处理中断程序收到一个MCC通道产生中断请求时，首先清除MCC中断，获取MCCE寄存器的中断标志，然后根据MCCE[RINTx]和MCCE[TINT]的值来处理循环中断表，中断信号流程如图3所示。3.3接收数据MCC收到数据后将数据写入外部已分配好的缓冲区，然后通过中断程序通知接收程序去接收数据。数据接收程序根据中断带来的参数通道号(MCN)和BD偏移量去找到相应的缓冲区，并从缓冲区获取数据，接收信号流程如图4所示。3.4发送数据数据发送函数首先判断发送通道的状态，若允许发送则将需发送BD基地址指向需发送的数据缓冲区的基地址，然后设置发送标志启动发送。通信协处理器(CPM)会自动完成数据从缓冲区到线路接口的发送。数据发送完成后通信协处理器会设置中断标志，并由中断处理程序通知数据发送完成，接收信号流程如图5所示。4结束语该驱动程序运行的操作系统是VxWorks5.5，开发环境为Tornado2.2.1，MCC通道工作模式可配置为HDLC或者Transparent模式。所设计的MCC驱动程序已应用于通信设备上，该设备可通过标准的E1口与路由器连接，链路层协议采用HDLC，在帧结构配置为结构化和非结构化模式下均通信正常。该设备还通过E1口与其它通信设备进行通信，数据时隙采用HDLC协议，话音时隙采用透传模式协议。经过长时间的验证，该设备的数据和话音通信功能正常，运行稳定可靠。来源:维库电子市场网

交错式ADC之间的带宽失配应该是对于设计师而言最难解决的失配问题。如图1所示，带宽失配具有增益和相位/频率分量。这使得解决带宽失配问题变得更为困难，因为它含有两个来自其他失配参数的分量：增益和时序失配。然而，在带宽失配中，可在不同的频率下看到不同增益值。此外，带宽具有时序分量，使不同频率下的信号通过每个转换器时具有不同的延迟。降低带宽失配的办法，是极为出色地进行电路设计并完成布局布线实践，这样可以降低ADC之间的带宽失配。ADC之间的匹配越好，则产生的杂散就越少。由于增益和时序随频率变化而发生改变，任何试图校准误差的算法种类都极为复杂。这样可能会过多地增加电路和面积开销，从而抵消校准的优势。因此，正确的布局技术有助于减少这类失配，并充分考虑到其他类型的失配（失调、增益和时序），对交错杂散也有很大的影响。交错式ADC中有四个主要失配包括带宽失配、失调失配、增益失配与时序失配，而这些失配也有些许共同之处。四个失配中有三个会在fS/2±fin的输出频谱中产生杂散。轻易就能识别出失调失配杂散，因为只有它位于fS/2，并可十分方便地对其进行补偿。增益、时序和带宽失配都会在输出频谱的fS/2±fin中产生杂散;因此，随之而来的问题是：如何识别它们各自的影响？图2以简单的图形方式指导如何从交错式ADC的不同失配中识别杂散来源。失调失配产生的杂散在fS/2处隔离。相对来说，它比较容易定位和识别。如果只是考察增益失配，那么它就是一个低频（或直流）类型的失配。可将带宽失配的增益分量与增益失配相分离，方法是在直流附近执行低频增益测量，然后在较高的频率处执行增益测量。增益失配与频率无函数关系，而带宽失配的增益分量与频率呈函数关系。对于时序失配，可以采用类似的方法。在直流附近执行低频测量，然后在较高的频率下执行后续测量，以便将带宽失配的时序分量与时序失配分离。转载自维库电子市场网。

FPGA丰富的逻辑资源、充沛的I/O引脚以及较低的功耗，被广泛应用于嵌入式系统和高速数据通信领域。现如今，各大FPGA生产厂商为方便用户的设计和使用，提供了较多的、可利用的IP核资源，极大地减少了产品的开发周期和开发难度，从而使用户得以更专注地构思各种各样创意且实用的功能，而不是把大量时间浪费在产品的调试和验证中。千兆以太网技术在工程上的应用是当前的研究热点之一。相比于其他RS-232或RS-485等串口通信，千兆以太网更加普及和通用，可以直接与Internet上的其他终端相连;相比于百兆网络，千兆以太网传输速度更快、传输距离更远，再结合UDP/IP协议栈，可以更方便地与上位机进行通信。本文结合FPGA和千兆以太网灵活与快速的优势，设计了一个多通道并支持不同格式的数据采集系统。为了更好地为上位机软件所支持，搭建了一个简单的UDP/IP数据通道来完成数据到上位机的高速传输。同时，为了克服UDP这类不可靠的、面向无连接的协议带来的数据错误和缺失问题，使用一块DDR2SDRAM芯片来缓存各通道数据，在应用层制定了与上位机交互及丢包处理的通信协议，从而保证了采集数据到达上位机的可靠性。1系统总体结构系统的设计目标是为了让不同通道、不同格式的数据都能通过同一个网络通道被快速无误地传递给上位机，由于设备与上位机运行状态的不同，采集数据速率的变化，甚至网线质量，使传输过程中的错误和丢包情况在所难免，所以需要有适当的机制和存储器缓存来保证传输的可靠性。图1所示即为本系统的总体结构，除了使用一块DDR2SDRAM芯片之外，网络模型中物理层的功能由一块PHY芯片来完成。目前一般PHY芯片均能兼容10Mbit·s-1、100Mbit·s-1、1000Mbit·s-13种速率的以太网传输，并向上层提供多种接口，如MII、GMII、RGMII和TBI接口等，对于上位机一侧则直接是普通的RJ45网口插槽。物理层接收数据链路层的并行数据，并将其转换为原始的比特流;同时也将原始比特流转化成并行数据，提交给数据链路层。2FPGA模块功能FPGA模块通过响应上位机的指令，完成数据采集、打包、传输、丢包重传等工作。所有工作的基础是MAC子层、网络层、传输层等OSI参考模型各层协议的可靠实现，每一层都按照标准接口向上一层提供特定服务，而把如何实现这些服务的细节对上一层加以屏蔽。图2显示了系统FPGA模块的具体结构，以及各个子模块之间的关系。为缩短设计周期，提高设计质量，在模块中分别调用了Altera公司现有的以太网控制器IP核和DDR2控制器IP核资源。2.1DDR2读写控制若不考虑网络中丢包的情况，数据一边采集，一边打包向上位机发送，是不需要外部存储器来缓存的。但是在实际测试中发现，目前普通配置的PC机无法承受千兆以太网的快速传输能力，丢包很常见，尤其是增加到多个通道时，设备向上位机的输出能力加大，丢包率也立即随之升高。所以，使用一片DDR2SDRAM缓存各通道的数据是必要的。设计中直接调用Altera公司提供的DDR2SDRAM控制器，并选用一块它可以驱动的芯片来提高工作效率。芯片可使用的缓存空间是要重点关注的。每个通道都要分配固定的缓存区域，所以要将有限的内存空间作合理的划分。如果是图像数据，单个通道至少要有缓存两帧以上的空间。DDR2读写控制模块直接调用DDR2SDRAM控制器IP核，但由于该IP核提供给用户端的接口使用不方便，需要按照其文档上介绍的时序来进行突发式读写。本模块的功能主要是协调各通道采集数据的写入和读出。如图3所示，写操作时，各通道的数据首先用FPGA资源进行缓存，然后写入控制状态机通过轮询的方式依次检查各个通道已经缓存的数据量，如果足够突发写，则将其写入SDRAM芯片的相应通道块中，然后再检查下一通道;读操作时，读出控制状态机也依次检查各个通道写入SDRAM芯片的数据量，如果足够突发读，则将其读出，通过网络发送出去。基于以上控制方式，设计对各通道的数据格式是不作限制，如图1中所示，可以是PAL、CameraLink、VGA等各种格式的图像或组合，只是在采集之前向上位机各个通道的数据信息。但需要说明的是，这些数据的带宽总和理论上不应超过千兆以太网的传输速率，这是采用轮询方式得以成功的前提。其实，如今普通PC机的处理能力远远不能达到这个限制，当速度到达100Mbit·s-1时，上位机丢包就已经很严重。如果是将采集的数据在上位机上显示，多可能只有70～80Mbit·s-1;如果还要将数据写入硬盘，那数据率则会更低，除了配备一块上好的硬盘之外，还需要在上位机软件的优化上多作努力。2.2以太网发送接收控制本模块的功能就是MAC子层、网络层、传输层各层协议的具体实现，这些子模块作为数据传输的通道，需要具有一定的缓存和查错能力，同时为了能扩展其他协议，还必须保持相互之间的独立性。如图4所示，硬件设备接收数据的过程就是以太网帧经过每一层，去除各层的首部并核对校验，获得纯粹的用户数据;发送数据的过程就是用户数据每经过一层，添加相应的首部和校验，直到组成一个完整的以太网帧。1)MAC子层的功能。设计中直接调用Altera公司提供的三速以太网控制器IP核实现MAC子层的功能，该IP核提供了统一的寄存器接口，用户可以通过它来配置以太网帧长、源MAC地址、目的MAC地址和PHY地址等重要信息。如图4所示，发送数据时，MAC模块向数据帧添加以太网首部，并利用CRC算法添加32位的校验码;接收数据时，MAC模块同样要进行CRC校验，对于不正确的数据帧要予以丢弃，用户也可以通过配置寄存器决定是否将校验位一并送至上一层。(2)UDP/IP协议栈的实现。相对于TCP协议的三次握手，UDP和IP协议面向无连接的性质使其在硬件上可以快速实现，至于连接的建立完全可以在应用层实现。如图4所示，UDP和IP协议的功能在硬件上的实现有较多相同之处：对于上层发送的数据均需要添加相应的首部和校验和;对于下层接收的数据，检验校验和，并去除首部，然后才能送到上一层;由于首部中有该数据包的长度区域，所以无论是发送和接收，都需要将数据包全部缓存，才能确定其长度大小，相当于一种“存储-转发”的机制。当然，UDP协议与IP协议在实现时也有不同的地方，主要体现在校验和的计算方法上。UDP协议的校验和是将首部和数据一起校验，而且这个首部不仅是8Byte的UDP首部，还包括12Byte的伪首部。在UDP层计算校验和还用到了IP层的地址，但这违背了网络分层模型的理念。IP协议的校验和只计算IP数据包的头部，一般情况下只有固定的20Byte。2.3应用层协议处理不同通道采集的数据按照规定的数据包长度进行打包，然后再发送到上面的以太网控制模块，需要专门的模块进行组织和调度，并添加对应通道的标签。同时，网络中也不只是设备到上位机方向的采集数据包，也有反方向的用于控制的命令包：首先要考虑的问题是设备从何时开始采集数据，何时停止采集，这都是要上位机发送命令来控制的;其次，对于丢失包的统计与处理，这一部分工作稍微有些困难，但无论是设备和上位机都可以完成，显然交给上位机处理比较适宜，然后上位机向设备发送带丢失包序号的短数据包，设备优先从DDR2缓存中找到该丢失的数据包，发往上位机。系统中完成这些功能的模块相当于一个位于UDP/IP层之上的应用层协议，而这个协议的内容是由系统设计者所规定的，但必须为FPGA开发人员和上位机软件程序开发人员所共享，这样在不同机器上的对应层就有了一个可以互相通信的对等体(Peer)。这样制定应用层协议，不但增加了系统相关功能的保密性，还可以由开发人员自行裁剪应用层功能，灵活地协调软硬件应该负责的细节，敲定简洁的实现方案。3上位机软件的功能由于本系统的硬件部分实现了UDP/IP协议栈的内容，上位机软件在开发时有了较多可利用的系统调用，主要是Socket(套接字)原语的使用。相对于硬件开发来说，软件开发方便实现一些复杂的功能和计算，所以在系统构想之初就刻意将一些较难实现的部分交由上位机软件来处理，主要是图像帧间隔的识别和重传包的统计。关于数据包重传，硬件设备在传送各个通道的图像时，只选取一个合适的点开始采集图像，而不负责在数据包中添加图像帧的开始和结束等信息，因为这样不仅偏离了多通道图像和数据兼容的初衷，而且给FPGA程序的实现增加了困难，尤其是采集的数据要进出DDR2SDRAM缓存，如果在这些纯数据中添加额外的标志数据，可能会打乱整个缓存区的布局。所以上位机只能根据接收的数据量来判断各个图像帧之间的间隔，然后无论显示或存储，都以帧为单位进行。4系统设计注意事项4.1ARP包的响应与抑制上位机在向设备发送UDP数据包之前，可能会先发送一个ARP包，请求设备的MAC地址。所以在FPGA程序中要能响应该数据包，并发送ARP回复，否则设备与上位机将不能通信。得到设备的MAC地址后，上位机会暂时将其保存，建立一个ARP表项;一段时间后，ARP表老化，会再次向设备发送ARP请求。为了能正确响应ARP请求和回复，必须要清楚ARP数据包的格式。如图5所示，如果以太网帧“帧类型”区域的值为0x0806，则表示该帧后面的数据填充为一个ARP包。至于是ARP请求还是ARP回复，需要根据ARP首部的操作码来辨别：操作码为0x0001，则是ARP请求包;操作码为0x0002，则是ARP回复包。ARP请求包填入一个广播帧并发向网络中的所有主机，所以其以太网目的地址为广播帧地址0xffffffffffff，并且由于它的目标是请求目的主机的MAC地址，故图中“接收方MAC地址”区域没有确切值，可为任意6Byte的填充;ARP回复包已经得到了所需的MAC地址，但是要注意，此时的发送方和接收方已经对调，相应区域的填写也应适当改变。以太网协议规定的短帧长为64Byte，这就要求其数据填充至少为46Byte，如图4所示，而图5中的ARP字段共有28Byte，所以无论是ARP请求还是回复，均应有18Byte的填充数据。有些PC机会发送其他设备的ARP请求，即使此时只有一根直连线将设备与上位机相连。这时设备是不能响应该请求的，应当在MAC层和IP层之间就将这样的请求屏蔽，防止干扰正常的数据包传输。4.2Jumbo帧的利弊以太网标准规定的帧长度为1518Byte，这包括IP层和UDP层添加的首部，一般发送的数据包也都应该限制在这一范围内。但千兆以太网有一种厂商标准的超长帧格式，目前还没有获得IEEE标准委员会的认可，它规定的帧格式与普通以太网帧相同，只是其数据填充区域可以突破原有限制，整个帧长度为9000～64000Byte不等，即Jumbo巨型帧。在本系统中采用Jumbo帧的好处：(1)可以适当提高网络带宽的利用率。这主要靠节省各层首部的添加得到。(2)减少操作系统因频繁响应网络设备的中断而带来的CPU资源的过多占用。这可以说是采用Jumbo帧的主要原因，因为要处理千兆以太网较高的数据率，无论上位机软件如何优化，CPU的占用仍然很高，这时如果能减少其他地方的CPU开销，将大幅增加软件的处理能力。但Jumbo帧在使用时也有一些不利的地方。首先，目前很多PC机的网络适配器不支持Jumbo帧的传输，虽然Altera的以太网控制器IP核支持，但这不足以使两个设备进行通信;其次，Jumbo帧会长时间占用网络通道，这会影响那些对数据延迟敏感的设备和应用;第三，Jumbo帧的丢包意味着严重的灾难，一帧相当于十多个正常帧，这会将处理能力弱的PC机迅速引入重传的陷阱，丢包越来越多，直到网络带宽被全部占用，导致上位机软件崩溃。所以在考虑支持Jumbo帧之前，应先充分权衡这些优势与不足。5结束语系统硬件设备与上位机软件配合工作，可以较好地完成双路彩色PAL制数据流的采集任务。通过实际测试与分析，采用Jumbo帧进行传输，有效地减少了软件运行过程中的系统中断数，从而限度地降低了CPU的占用。利用搭建起来的千兆以太网运行环境，可以扩展类似的高速数据传输应用。来源：维库电子市场网

ZigBee是一项新型的无线通信技术，适用于传输范围短数据传输速率低的一系列电子元器件设备之间。ZigBee无线通信技术可于数以千计的微小传感器相互间，依托专门的无线电标准达成相互协调通信，因而该项技术常被称为HomeRFLite无线技术、FireFly无线技术。ZigBee无线通信技术还可应用于小范围的基于无线通信的控制及自动化等领域，可省去计算机设备、一系列数字设备相互间的有线电缆，更能够实现多种不同数字设备相互间的无线组网，使它们实现相互通信，或者接入因特网。整理了8个基于ZigBee搭建的项目实例，深入了解ZigBee的具体应用。1、基于STM32、ZigBee协调器的工业粉尘远程监测系统（机智云代码+ZigBee代码+STM32代码等）远程无线工业粉尘监测仪采用高精度激光粉尘传感器对工厂内的空气粉尘浓度进行监测，特别适合应用于汽车轮毂厂、铝镁打磨厂、抛光车间、电镀车间、面粉厂等易发生粉尘爆Zha的地方。粉尘监测仪采用STM32控制粉尘传感器并将数据通过串口传输到ZigBee终端设备，ZigBee终端设备通过ZigBee网络传输到ZigBee协调器，ZigBee协调器通过串口传输到Gokit2，Gokit2连接到路由器最终通过以太网连接到云服务器。做为公司的管理层能够通过手机远程实时的对工厂粉尘浓度进行监管，同时工厂管理室放置的ZigBee协调器连接着语音报警系统，现场便能通知粉尘超标报警信息。除此之外，作品还扩展了对温湿度监测的功能、太阳能充电及供电系统。https://www.cirmall.com/circuit/44062、zigbee智能医疗系统--毕业设计本设计使用cc2530芯片，该系统实现了如下功能：1、定时测量病人脉搏和体温2、将测量的数据传送到上位机进行显示（上位机需自行开发，或使用串口助手）3、可以通过按键进行呼叫。（按一次就呼叫，再按一次就取消呼叫）该项目使用TCRT5000测量脉搏，使用DS18B20测量温度。该项目是为他人写的毕业设计程序。核心板可以直接上网购买。可以作为zigbee的毕业设计进行参考。https://www.cirmall.com/circuit/54173、基于51单片机风速温湿度测量zigbee传输本系统由发送端和接收端组成，发送端采用51单片机+CC2530zigbee模块+DHT11温湿度传感器+霍尔传感器+NE555组成的PWM脉宽调制电路+直流电机（转速模拟风速）;单片机采集风速,采集DHT11温湿度数据,通过串口发送至zigbee模块,zigbee模块将信息无线发射出去。接收端采用51单片机(stc89c52)+LCD1602液晶+蜂鸣器+按键+CC2530zigbee模块组成,zigbee模块将接收到的温湿度数据和风速数据通过串口发送给单片机,单片机解析出数据,将数据显示到lcd1602液晶上面,可以按键设置温湿度和风速的报警值,一旦检测到超限即可蜂鸣器报警提示。https://www.cirmall.com/circuit/151294、STM32主控的ZigBee网关设计本系统已经在实际大棚中使用几个月，系统稳定。系统采用STM32F1032为主控，通过ZigBee无线传感网络组网，采集近距离无线数据（实测在大棚中点对点距离超过三百米），利用液晶触摸屏供用户触摸操作并显示数据，将系统接入WiFi模块，以实现数据的网络化传输，IP设置界面，用户若一定时间内不输入则连接一个程序中自定义的IP，用户也可以手动输入一个IP地址，进而实现相关数据传输服务，Ａｎｄｒｏｉｄ客户端通过访问服务器，接收数据，从而实现了数据的网络化的远程传输，同时Android端还有实时数据、智能控制、阀值设置、修改名称功能。https://www.cirmall.com/circuit/129755、CC2530-ZigBee智能温湿度通风系统设计本次设计是基于CC2530-ZigBee的温湿度感知的智能通风系统设计，要求系统内的所有设备可以自动组成网络，前端可以有1个或多个温湿度探测节点，后端的节点可以实时接收前端信号，通过连接电脑将前端节点的温湿度显示出来，并且检测到前端的温湿度值超过预设值时，会启动通风系统，当温湿度下降到正常范围时，可以发送控制信号，关闭通风系统。https://www.cirmall.com/circuit/70916、zigbee智能家居+esp8266(wifi网关)+AndroidAPP本项目下位机采用zigbee，使用的是cc2530芯片。该智能家居系统实现了控制窗帘，控制灯具，采集温湿度，监控厨房烟雾值。可扩展性比较强。PC端使用QT开发了服务器程序。zigbee的协调器通过ESP8266（wifi模块）和服务器连接，通过网络将数据传给上位机。AndroidApp可以连接到服务器获取数据并实现远程控制。对于做毕业设计和实际项目有很好的参考价值。https://www.cirmall.com/circuit/130607、基于STM32+ZigBee的酿造业监控系统整个系统可以实现两个终端的各个传感器数据采集，并在HMI串口屏上显示，人员可通过HMI串口屏上的触控按钮控制终端上的继电器，该品牌HMI串口屏集成一块ARM7芯片，开发交互界面十分简单（官方提供设计软件），适合不擅长电脑上位机设计的人员使用，ZigBee模块为串口透传模块，直接通过串口发送，购买出厂时直接预先确定了集中器和若干个终端的关系（需同客服备注说明），不用熟悉ZigBee复杂的协议栈，只要会STM32编程即可。https://www.cirmall.com/circuit/124818、ZIGBEE组网温湿度传感器智能大棚项目针对蔬菜大棚中人工测量温湿度劳动强度大、生产效率低的问题,设计了基于DHT11的温湿度监测系统,用于大棚中温湿度的测量。该系统以内置段式LCD显示控制器的Atmega169p单片机为控制核心,使用TPS63031管理电池供电,以DHT11数字温湿度传感器来进行大棚内温湿度信号的采集,采用ZIGBEE组网方式实现单片机与上位机之间的通讯。系统具有操作简单、工作稳定、低功耗、低成本等优点。https://www.cirmall.com/circuit/12444

国内外现有的汽车模拟驾驶器和汽车驾驶考核系统中，对脚踏板(油门踏板、脚刹踏板、离合踏板)及手刹等操作机构的状态信号的提取，主要是通过安装角度传感器或通过机械装置将机构的旋转运动转换为线性运动，安装线性位移传感器来实现;档位的位置状态则通过在档位的不同位置分别安装行程开关组或非接触开关组(霍尔开关、光电开关)得到开关量信号，获取档位的位置信息。由于这些传感器成本较高、体积较大，且在一台车辆中采用多种传感器形式，检测装置规格不统一，给汽车驾驶状态检测系统的生产制造、安装、维修、保养带来了较大不便[1-2]。近年来，微电子机械系统(MEMS)技术微机械惯性器件日渐成熟，惯性测量系统得到了迅猛发展[3]。惯性测量系统将微电子、精密机械、传感器技术相互融合，具有集成度更高、性价比更好、体积更小、功耗更低等特点，且由于微机械结构制作、重复性好、易于集成化、适于大批量生产，并有很高的性价比，在汽车上得到了广泛的应用[4-5]。陀螺仪和加速度计是姿态测量系统的重要组成单元，本文选择了ADIS16355传感器，该传感器集成了三轴加速度传感器和三轴陀螺仪传感器，具有体积小、功能强、功耗低等特性，完全满足汽车驾驶运动参数的数据采集要求。1测量系统的硬件设计1.1测量系统硬件组成汽车驾驶模拟器姿态测量系统如图1所示，主要包括信号采集模块(陀螺仪及信号调理电路)、信号处理及传输模块(微控制器及通信电路)、电源模块三部分。信号采集模块由MEMS陀螺仪传感器和信号调理电路组成，完成对油门、脚刹、离合、手刹、档位等车辆驾驶操作机构倾角变化的物理量转换，并完成传感器输出信号的可靠传输;信号处理及传输模块由DSP构成器件，实现在姿态和动态加速度变化的条件下，测量运动机构的倾角变化，完成信号的数字滤波、角速度变化量积分为角度变化量的运算、差分处理及串行输出等工作;供电电源采用汽车充电发电机和车载蓄电池，供电电压在9V～30V之间，系统设备使用的电源电压为5V。1.2MEMS加速度传感器的选择本文采用微机械(MEMS)ADIS16355陀螺仪进行动态角度测量。ADIS16355陀螺仪是一款多轴运动传感器，它高效地将三轴陀螺与三轴加速度计相结合，以测量所有六自由度。该传感器集成了AD公司微机械和混合信息处理技术，是一个高度集成的解决方案，提供校准后的数字惯性感应;一个SPI接口和简单输出注册结构形成了简单的系统接口和编程;单电源操作在4.75V～5.25V;2000g冲击承受力。与其他现成惯性传感器相比，ADI-S16355提高了50倍，易于集成(23mm×23mm×23mmMod封装)。1.3差分测量方法通过将两个姿态传感器探头分别设置在被测物体和该被测物体所处的运动载体上，两姿态传感器在初始状态姿态相同，其安装位置应尽量靠近，使两传感器近似处于一个刚体中。此时不论检测载体(汽车)是否运动，两个姿态传感器探头输出的检测信号大小相等，差模信号接近为零。当检测装置工作时，两个三轴姿态传感器同时提取被测物和载体相对地面的三维运动信号，两组信号通过微处理器的数据融合及处理，屏蔽共有的振动、转动惯量、姿态变化等共模信号，保留被测物体相对运动载体角度或锥角变化的差模信号，进而得到被测物体相对运动载体的姿态变化量。该方法避开了两参照系数据转换的繁琐数学计算，具有电路简单、信号采集处理速度快的特点[6]。如图2(a)所示，为传感器在油门踏板上的差分安装原理图。2软件设计检测系统的软件包括数据采集和数据处理两部分，软件流程图如图3所示。按照安装动态倾角检测装置，通过两个模块同时提取被测物体和动态载体上四组三维检测信号(两组角速度信号和两组加速度信号)。这四组三维电压模拟量的采集信号经过模拟量数据处理模块，屏蔽共有的振动、转动惯量和姿态变化等共模信号，保留被测物体相对运动载体锥角变化的差模信号，该检测信号经DSP的运算处理，完成MEMS陀螺仪传感器输出的检测信号与对应角度量的转换，实现被测物相对载体倾角的测量。3实验按照差分测量的要求，将静止模块粘贴于固定支架上，将运动模块固定于离合器、刹车和油门踏板上(两模块与刚性架构间均用减振胶和海绵做减振材料)，安装时使两个模块X轴处于测量灵敏度的测量位置，如图2(b)所示为传感器在实车上的安装图。在实车上进行实车实验，刻意让车体产生幅度的振动和姿态变化，采集踩下油门踏板(以油门踏板为例)然后放开踏板时的部分测试数据，分别利用加速度信息Xg1～Xg2、角速度信息X?棕1～X?棕2的数据进行综合考虑，相互修正，得到汽车姿态角的估计值。如图4为对加速度计和角速度陀螺X轴数据相互修正融合后的差模数据拟合曲线。可以看出，试验结果满足动感汽车驾驶操作倾角信号采集的要求，说明此测量系统的可行性。图4为对油门踏板X轴数据修正融合后的差模数据拟合曲线。本文研究设计了基于ADIS16355和DSP的汽车驾驶操作信号采集系统，基本思想是通过采集重力加速度和角速率信号，并对据进行处理，运用差分测量方法，实现了对汽车驾驶状态的实时准确测量。实验结果表明该测量系统能满足汽车驾驶操作信号采集的要求。

CAN总线是一种串行多主站控制器局域网总线，其主要原理是把车辆上相关控制器都联系起来，实现发动机控制器，变速箱控制器，ABS控制器，车身控制器，仪表及其它控制器的通信。CAN—bus系统除了使整车线束更少、更井井有条，整车重量更轻外，更大的好处是做到了全车信息即时共享。所开发的行车记录仪用于在车辆行驶过程中实时采集汽车CAN总线数据信息，并将数据存储在u盘中，以u盘为载体传输给PC机，可运用PC机上的软件对数据进行分析。克服了以往现场数据采集系统必须有一台计算机的模式，可实时了解汽车运行期间各种数据信息变化，同步记录行驶状况，在车辆长时间测试或行驶以后，记录的数据用于分析车辆行驶性能以及各部件的运行情况，方便了标定和设计工作的进行。系统整体结构设计由于CAN串行通讯总线的良好特性，被广泛地应用于现场数据采集系统、汽车制造业和航空工业等领域。本文所设计的基于CAN总线数据记录仪是应用在奇瑞汽车A5车型上的，对整车CAN网络上的节点数据进行采集和存储。A5是款应用CANbus总线系统的自主品牌国产轿车，其CAN—bus主要应用在传动部，在车身部、ITS部和信息部等也有少量的应用。对A5这款首次使用CAN技术的车型进行实时数据采集，可了解汽车运行期问各种数据信息变化，对A5乃至后续所有车款的研发来说，都有着非常重要的意义。CAN总线行车记录仪工作时应挂接到汽车CAN总线上成为一个CAN节点，以便采集CAN数据信息。由图1所示，该系统不仅采集车内的CAN总线消息，还可根据需要实时采集模拟信号量。液晶屏用来显示采集的各路信号值，具有掉电保护功能，重新通电后，即可恢复显示原有数据。采集到的数据除了用液晶屏实时显示给用户外，还可通过USB接口芯片CH375将之存储到u盘中，供实验员拿回实验室分析使用，如要实现存储功能，按下存储开关即可。图1系统整体结构根据系统的整体结构，硬件电路主要有如下几个大模块：主控制器模块、液晶模块、CAN驱动器模块、电源模块、CH375接口电路模块。系统CPU采用Freescale公司的MC9S12XD系列单片机。它是控制和通信部分的，不仅负责系统初始化设置及报文接收，而且实现有关的数据判断处理和显示。片内集成了构成单片机控制系统和数据采集系统所需的几乎全部模拟和数字外设及其它功能部件，其主要特点如下：（1）MC9S12XD系列带有独特的XGATE协处理器，本系统中CAN信号的接收是由中断程序完成的，而中断处理程序交给XGATE来处理，这样将减轻CPU负荷，提高系统的反应速度。（2）带有l6个模数转换通道，给采集模拟信号提供了硬件支持，并可编程选择到10位。（3）带有5个MSCAN模块，内部集成有CAN控制器，对CAN模块的配置实质上转化为了对单片机相应寄存器的配置，使用方便灵活。（4）背景调试模式BDM的支持，使得芯片的调试极为方便，加快了产品开发周期。（5）丰富的中断源，为系统在非操作系统支持下运行提供了充分的保障。电源模块记录仪电源取自12V车载蓄电池电源，该电源除供系统工作外，还担负点火、照明、信号等设备的供电，电源波动大，干扰严重，由于汽车在行驶过程中，可能遇到路面状况比较恶劣的情况，会出现记录仪电源接口由于剧烈震动所造成的松动或接触不良，因此电源模块必须精心设计才能满足需求。电源模块电路简图如图2所示，其中U1是由电池提供的6V备份电源，U2（主电源）是车载12V电源，该电源模块被分成2路，经7805稳压后的+5v电压单独给液晶供电，经4275转换后的VCC给整个单片机及辅助电路供电。系统正常工作时，D1处于截止状态，备份电池不起作用，一旦失去主电源供给，则D1迅速导通，备份电源自动启动为系统供电。图2电源模块电源模块此种设计方案有2个原因，如下所示：（1）备用电池的采用。记录仪存储采集数据，即将采集数据按顺序写进为记录文件所分配的簇中，当采集结束时实验员断开存储开关或者因掉电而采集被迫终止，单片机都需要做关闭记录文件这一重要处理。关闭文件就是将文件实际长度和采集数据记录总数写进文件相关头中。假如不正确关闭文件，或者因为掉电来不及关闭文件，Windows将无法找到文件的末尾，PC机软件也因找不到采集数据的末尾而无法打开文件，此时，所做的采集工作将因此失败。为了防止因掉电而无法关闭文件，本系统采用了备用电池。（2）单片机和液晶单独供电。主电源正常工作时，整个系统的电源由主电源供给，一旦主电源掉电，备用电池只给单片机供电，供单片机完成关闭文件处理，而液晶因掉电而不工作。因液晶的功耗较大而备份电池电力有限，此种分开2路的供电方式不但能提供关闭文件的电源需要，而且还节约了电池电力。当然，备份电池不可能长时间使用，只能用于系统紧急关闭文件处理，为此设计了电源检测信号，一旦检测出主电源掉电，既启用蜂鸣器和发光二极管来提醒用户电源供电不正常，需工作人员检查记录仪电源接头。CI-I375接口电路模块本系统中的USB接口芯片选用的南京沁恒电子公司的CH375，该芯片支持主机方式和设备方式．它具有8位数据总线和读、写、片选控制线以及中断输出，可以方便地挂接到单片机的系统总线上。还内置了处理Mass—Storage海量存储设备的专用通讯协议的固件，外部单片机可以直接以扇区为基本单位读写u盘。读选通信号RD#、写选通信号WR#、片选信号CS#均是输入信号且低电平有效，CS#是中断请求输出信号，也是低电平有效。而A0信号用来区分命令和数据，当A0=1时可以写命令，当A0=0时可以读写数据，8位双向数据总线与单片机的PA端口（PA0-PA7）相连，并口传输。其硬件上支持自动检测USB设备连接功能，在主机方式下正常连接时，其ACT#脚输出低电平，因此使ACT#I脚外接上拉电阻并串联一发光二极管，可用来标示USB设备是否正常连接。在布PCB时，尽量使7805芯片布在板子边缘且散热比较好的地方，并且远离液晶屏幕。因为在实际过程中，经过测试，7805芯片产生大量的热量，如果长时间使用并且靠近液晶屏幕，将会影响液晶的显示效果。另外，尽量使电源模块的发光二极管靠近电源接口，USB模块的发光二极管靠近USB模块，并且以颜色区分开，方便用户观察。本系统所开发的行车记录仪已成功的运用于A5车的3万公里、5万公里等各种路试，准确记录了行车过程中的重要数据，对于研究人员进行性能分析、故障分析、以及标定工作提供了重要的数据依据。在已具备CAN总线的车辆上使用基于CAN的行车记录仪，可大幅度降低系统复杂度，并降低成本。对于不同的车型，只需软件的少许修改而不需要更改硬件，使得记录仪具有极高的灵活性和可移植性，从而广泛应用于各种车型。来源：维库电子市场网

引言目前，使用超声波技术进行空间测量和定位已相当普遍。有的运用超声波的反射特性，有的综合运用红外和超声波传感器采取三边测距的定位方法，前者因为超声波传输介质的影响使测量无法提高，超声波衰减特性使其传播的距离有限，再利用反射特性更加缩短了传播的距离。后者虽然有所提高，测量的距离增加了，但是出现了测量盲区的问题，待测目标在某些位置不能同时检测到3个以上的超声波信号时，使系统无法定位。本文在第2种方法的基础上在系统中加入了光电编码器测距定位原理，消除其定位盲区的问题。1定位原理1.1红外超声三边测距定位原理首先在室内建立一直角坐标系，规定好原点、X轴、Y轴、和Z轴。在室内上空固定位置设立3个参考点A、B、C，坐标分别为(x1，y1，z1)、(x2，y2，z2)、(x3，y3，z3)。使用红外超声系统测出目标点到3个参考点的距离L、M、N为：由式(1)～式(3)解出目标点的坐标值(x，y，z)。这就是红外超声的定位原理，简单且容易编程实现。下面说明目标点与参考点间距离的测量原理。光速与超声波速度在量级上的极大差值是实现测距功能的基础。测距原理见图1。超声波和红外光的传播速度为常量，其传播距离与时间的曲线均为直线，直线斜率即波速，易知曲线①为红外光曲线，曲线②为超声波曲线。指定距离D，设红外光与超声波在0时刻同时从某一参考点出发，红外光经t1时间走完指定距离，超声波经t2时间走完指定距离，则D=vt2，式中v为超声波速。令t=t2-t1，可得D=v(t+t1)。已知红外光速为3×108m/s，超声波在空气中速度为3.4×102m/s，在室内这样的距离范围，近似认为t1=0，得到D=vt。系统在每个参考点安装单片机控制的红外和超声波发射管，在目标点安装红外和超声波接收管，同样连接单片机。某一时刻参考点发射红外和超声信号，目标点在接收到红外信号时启动单片机的内部计数器、在接收到超声信号时停止计数器，这样二者的时间差t被记录下来，将t与超声波速相乘就得到待测距离D。实际上，信号处理总是有延时的，由此带来的测量误差必须补偿，终得到算式为：d=vt+n。式中：d为距离测量值;v为超声波速;t为单片机记录的红外光和超声披到达目标点的时间差值;n为系统器件延迟误差补偿项。1.2光电编码器测距定位原理光电编码器是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器，这是目前应用多的传感器，由光栅盘和光电检测装置组成。光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。由于光电码盘(称为译码轮，见图2)与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号。发光二极管和光敏传感器组成光电耦合器。光敏传感器内部沿垂直方向排列有2个光敏晶体管A和B。由于译码轮有间隙，故当译码轮转动时，红外发光二极管发出的红外线时而照在光敏传感器上，时而被阻断，从而使光敏传感器输出脉冲信号。光敏晶体管A和B被安放的位置使得其光照和阻断的时间有差异，从而产生的脉冲A和脉冲B有一定的相位差。利用这种方法，就能测出码盘滚轴滚动方向。滚轴每转动一个小角度，车轮位置计数器加1，每隔一定时间，单片机把车轮位置计数器的值读出，通过计算得出车轮移动的位移(当小车转弯时为弧线长度和弧线切线方向)，再把位移信息发送给上位机。基于以上原理，在同轴二轮驱动小车(同轴二轮驱动小车的2个轮子的运行轨迹总是平行的)的2个驱动轮子的正上方一定高度的a、b这2点安装红外超声定位单元，定位每个点的坐标。在2个轮子各自轴上安装光电编码器测距单元，用来测量2个定位时刻点间轮子移动的距离和前进倒退情况。对移动小车的定位分为3种情况：a)在某一定位时刻a、b这2点能够同时检测到3个参考点的信号(地面是平的，进行平面二维定位时只需2个信号)，就用红外超声定位方法计算移动小车的位置，计算出它们中点的位置(即移动小车的位置)，并根据前一时刻a、b这2点的坐标、2个轮子间的固定距离判断出轮子相对于所建坐标系的运行方向。b)a、b中只有1点能够同时检测到3个参考点的信号，则根据前一时刻a、b这2点的坐标、光电编码器测得2个轮子的移动距离长短比较、2个轮子间的同定距离计算出移动小车的位置和运行方向。c)a、b这2点都不能同时检测到3个参考点的信号，则根据前一时刻a、b这2点的坐标、2个轮子的固定距离、光电编码器测得2个轮子的移动距离计算出小车的坐标和运行方向。下面给出第2种情况的求解方法，见图3。通过比较光电编码器所测2个轮子的移动距离，可得出小车向移动距离短的轮子一侧转弯，已知红外超声测得的a′、b′、b点的坐标，2个轮子的间距d，线段aa′和bb′平行，ab和小车的运动方向垂直，根据几何知识可以求出a点的坐标和小车的移动方向，其他情况亦然。2系统的硬件结构系统主要由超声波信标节点(参考点)、一个红外发射管、一个超声波发射头及各自的驱动电路和微控制器SST89E564RD(以下简称564RD)8位单片机组成。普通节点(目标点)由8个红外接收管、8个超声波接收头及各自的驱动电路和8个564RD组成红外超声接收单元，每一个红外接收和超声波接收为一对，用一个564RD控制，分成2组，每组4对，在每个轮子的上方一定高度间隔90°与水平面成45°夹角向上分布。因为测量的目标点是移动物体，所以采用多通道同时接收的方法缩短每次测量所用的时间，提高定位。光电编码器测距单元由译码轮、光电偶合器和一片564RD组成。用1片564RD作为主控芯片，与8个超声波接收单元、2个光电编码器测距单元使用串口进行通信，主控制器渎取各个单元的测量数据，完成定位运算，同时起到同步各个单元工作的作用。564RD的晶振都为40MHz。图4给出单个红外管和超声波发射电路，图5给出单个红外管超声波接收电路。超卢波的发射管为T40-16(对应接收管为R40-16)，中心频率为40kHz。红外发射管为SE303A(对应接收管为PH302)，564RD用2个I/O口分别输出载频为40kHz、调频为5kHz的方波信号驱动红外发射管，以及载频为40kHz、调频2kHz的方波信号驱动超声波发射管。3系统的软件设计系统上电后各单元进行初始化，各部分工作如下：a)超声波信标节点不断向外发射红外和超声波信号，每个节点的红外与超声波信号编码相对应，并且与其他节点的信号编码不同。b)普通节点每隔1s(可以改变，但不能太长，否则小车出现拐弯时运行轨迹可能不平行)进行定位，主控制器通过串口向各个单元发出定位信号并启动内部定时器，延时100ms后依次读取8个超声测距单元所测得的a、b这2点到参考点的距离信息和2个光电编码器测距单元记录的位移信息，计算出移动小车的位置和运行方向。定时器定时到1s后重复此过程。主控制器的软件流程如图6所示。c)2个光电编码器测距单元初始化后立刻开始记录轮子的位移，串口收到定位信号后，将记录的位移信息存到指定位置，等待主控制器读取，并从0开始继续记录位移情况。d)普通节点检测到定位信号后，接收红外和超声波信号，记录一组相对应的红外超声信号的超声波传输时间，存到指定的位置，等待主控制器读取。在串口接收到定位信号的开始100ms时间内有这样的信号，则把第1次接收到对应的时间存人指定的位置就不再检测接收了，如果100ms时间内没有检测到相应的信号，就送数据0到指定的位置。4系统误差分析及实验测距结果定位误差主要有以下5方面：超声波器件的形状和安装位置造成坐标系参考点和待测目标点的位置偏差;系统电路器件延迟产生的误差;小车是不断运动的，由于超声波传输速度比较慢，请求定位时刻到定位完成，小车已经移动了一定的距离;在不能连续检测到足够参考点信号时，位置的确定依靠前一时刻的测量，会造成累计误差;温度条件对超声波的影响。图7给出了在室温20℃、超声波速度为340m/s、小车2个轮子间距离为0.2m、移动速度为0.2m/s、平面二维定位实验测量的一段轨迹，实验通过对前3个方面误差补偿计算，使定位达到3cm。5结束语因为光电编码器测距定位依靠前一测量点的信息，必然导致定位误差的累积;而红外超声三边测距法是一种只依靠当前测量点信息的位置定位方法。此系统综合了这2种方法，消除了累积误差，并解决了定位盲区的问题，对移动小车有一个较准确的定位。来源：维库电子市场网

随着物联网的研究和无线传感网络技术迅速发展，ZigBee技术作为一种新兴的低成本、低功耗、低速率短距离的无线传感网络技术，它是基于IEEE802.15.4标准开发的无线协议。IEEE802.15.4负责物理层和MAC层，而ZigBee联盟负责制定网络层和应用层。利用ZigBee技术实现定位具有低成本、低功耗的优点，且信号传输不受视距的影响，被广泛的应用于环境监测、工业现场采集、智能家居和医疗护理等领域。RFID(RadioFrequencyIdentification，射频识别)是利用射频信号通过空间融合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息到达自动识别目的的技术。射频识别卡的优点就在于它的非接触性，因此它在完成识别工作时无须人工干预，适于实现自动化、可识别高速运动物体并可同时识别多个射频卡，操作快捷方便。RFID技术是一个崭新的技术应用领域，它小仅涵盖了射频技术，还包含了射频技术、密码学、通信原理和半导体集成电路技术，是一个多学科综合的新兴学科。因此，对RFID技术的认识和研究具有深远的理论意义。目前实现室内定位主要有基于测距技术和非测距技术，基于测距的定位算法有AOA、TOA、TDOA、RSSI;基于非测距技术的定位算法主要有：DV-Hop定位算法、质心算法、凸规划定位算法等。基于测距的定位机制定位相对较高，在低功率无线设备组成的高密度网中，由于各设备之间的同步无法实现，利用AOA、TDOA估计具体难以实现。尽管可以通过测量TOA来估计距离，但是多径和噪声，以及参考时钟的不性，都将使距离估计的效果变差;基于非测距的定位算法无需测量节点间的绝地信息和角度信息，是利用网络连通性计算节点的位置，但是定位低。而基于RSSI的距离估计，可以由传感器节点自身测量得到，不需要额外的硬什支持。与单纯利用连通信息的算法相比，RSSI增添了额外的有价值的信息。所以基于RSSI的测距是无线传感网络较常用的方法。本人通过基于RSSI的测距技术，采用RFID和ZigBee技术相融合的室内定位系统设计，有效的提高了室内的定位，以及实现了房间级的定位。1定位系统的整体设计本系统的设计有5个部分组成，包括上位机、网关、基站、电子标签、参考节点。上位机的功能是监控和管理整个系统。定位系统的结构框图如图1所示。网关的功能是由协调器来充当，它在整个系统中起着至关重要的左右，首先它要响应上位机发出的命令，开启网络，等待其他类型的节点入网，其实还要接收各节点的上传的数据并传送给上位机软件处理。基站是由ZigBee模块和RFIDReader模块组成，它们之间通过RX/TX进行数据的传输，基站的功能是在定位过程中接收上位机发送过来的消息，以调制的方式形成射频信号，通过天线不断的向外发送射频信号;其中的ZigBee模块也可以作为参考节点的作用，能够将自身的坐标信息和RSSI值发送给盲节点。电子标签是由ZigBee模块和RFIDTag模块组成，它们直接是通过SPI接口连接起来的。其功能是接收基站发送过来的射频信号，经过解调和解码后，将数据通过SPI方式传送给ZigBee模块，ZigBee模块冉通过尤线的方式发送到网关。ZigBee模块还有另外一个作用，就是作为盲节点，可在参考节点包围的区域内任意移动。它与参考节点、网关构成一个定位系统。参考节点仅只有一个ZigBee模块组成，它是一类静止的、已知自身位置坐标信息的节点，其功能是将自身的RSSI值和位置坐标信息发送给盲节点。2定位系统的硬件设计2.1网关网关的设计包括2个部分，即无线通信模块和辅助功能模块。其中无线通信模块是这个网关的部分，负责跟基站、电子标签以及参考节点等之间进行通信。辅助功能模块是完成定位串口通信、状态指示、LCD的显示、供电等辅助功能。网关的结构框图如图2所示。2.2基站基站的设计包括2个部分，RFIDReader模块和ZigBee模块。其中RFIDReader模块主要是由PIC16F887的微控制器和匹配电路组成。RFIDReader模块和ZigBee模块两者之间通过RX/TX进行数据传输。基站的结构框图如图3所示。上位机发送命令，网关将激励器ID等信息无线发送给基站中的ZigBee模块，ZigBee模块通过RX/TX将激励器ID等信息发送给微控制芯片PIC16F887处理，微控制芯片通过输出PWM信号，产生频率125kHz的载波，并将激励器ID等信息以OOK调制方式调制在125kHz载波上形成激励信号，其中的数据编码是通过曼彻斯特编码，然后经过驱动器TC4422的功率放大作用，通过天线不断的向外发送125kHz的激励信号。当有RFIDTag模块接近该区域时即被唤醒，微拧制器通过控制片选信号CS，将数据通过曼彻斯特码的形式发送给RFIDTag模块。ZigBee模块既可以与RFIDReader进行数据传输，还可以作为参考节点，将自己的坐标信息和RSSI值发送给电子标签中的盲节点。2.3电子标签电子标签的设计包括RFIDTag模块和zigBee模块。其中RFIDTag模块主要是由AS3933前端模拟芯片和匹配电路组成，ZigBee模块是由射频芯片CC2530和匹配电路组成。它们之间通过SPI接口进行数据传输。CC2530通过SPI接口配置AS3933，详细的引脚连接如图4所示。RFIDTag模块接收基站发送过来的125k的激励信号，再通过AS3933芯片对激励信号解调，并对曼彻斯特码进行解码后，通过配置SPI总线的相关寄存器，当WAKE的电平为“1”时，说明有数据到来，ZigBee模块中的CC2530将数据从AS3933中的DATA中读出，并打包后，通过天线将数据包无线发送给网关，送到上位机机进行处理，上位机根据激励器ID和电子标签ID判断，可以知道电子标签在某个激励器所在位置，ZigBee模块既与RFIDTag模块进行数据传输，还可以作为盲节点，不断的向参考节点发送定位请求，从而，获取参考节点的坐标信息和RSSI值，再通过调用定位算法，计算出自己的坐标信息和RSSI值，无线发送给网关，将数据发送给上位机，根据坐标信息可以知道电子标签的位置。通过RFIDTag模块与ZigBee模块相互配合，能够实现更的区域定位和房间级定位。2.4参考节点在该设计中，有单独的参考节点模块以及基站上的ZigBee模块也可以作为参考节点。参考节点的设计包括2个部分，分别为无线通信模块和辅助功能模块。参考节点中的尢线通信模块接收网关发送过来的参数配置：收集盲节点通信时的RSSI值，并计算其平均值;能够发送自身的坐标信息和RSSI的平均值。辅助功能模块包含3个部分，分别是指示模块、按键模块、供电模块。指示模块是完成定位状态的指示;按键模块是加入和绑定网络;供电模块是负责对整个参考节点的供电。参考节点的结构框图如图5所示。3定位系统的定位流程定位系统的基本思想就是系统对网络内的参考节点和盲节点节点进行参数配置之后，盲节点等待网关发送定位请求，当盲节点接收到网关发送来的定位请求后，就开始发送一系列的RSSIBlast信息进行广播，参考节点接收到盲节点发送过来的RSSIBlast数据，并保存其RSSI值。等待盲节点已配置完成规定的时间间隔后，盲节点向参考节点发送XY—RSSI请求广播，每个接收到RSSIBlast信息广播的参考节点将计算接收到的RSSI值，并根据该请求的RSSI值和之前的RSSIBlast的RSSI值计算出平均值，发送XY—RSSI响应给盲节点，盲节点接收XY—RSSI响应后，参考节点将向盲节点发送自己的坐标信息和RSSI值。盲节点收到这些参数后，根据定位算法计算出自己的坐标信息，将计算得到的坐标信息发送给网关，网关再通过串口将数据发送到PC机上。定位系统的定位时序如图6所示。4实验结果分析定位软件设计后，搭建硬件平台，采用810的实验室房间进行定位。红色的圆形点代表固定的参考节点位置，黄色正方形点代表电子标签的实际位置，粉色的长方形代表放置在基站，蓝色色三角形代表使用上位机监控软件监测到的位置。我们在房间内放置四个参考节点，坐标分别为(0，0)、(0，5)、(5，0)和(5，5)，围成一个55的区域，并记录电子标签的坐标位置;定位图像如图7(a)所示。保持电子标签点不动，再增加一个参考节点，再次记录坐标;定位图像如图7(b)所示。继续保持电子标签不动，在房间的门口增加一个基站。记录其坐标。定位图像如图7(c)所示。在没有增加基站的条件下，通过观察图7(a)、7(b)的定位图像，可以发现随着参考节点的增加，上位机监测到的测量值越来越接近实际值，所以在一定的范围内，随着参考节点的增加会提高定位的。在相同参考节点下，在房间的门口增加一个基站，观察图7(c)的定位图像，发现上位机监测到的测量值要比图7(b)中监测到的测量值更接近于实际值。由于基站上既有RFIDReader，还有参考节点。所以不仅能提高定位，而且还能确定电子标签的具体位置。这说明通过RFID与ZigBee两者很好的结合，可以很好的提高房间区域的定位，而且实现了房间级的定位。5结束语文中主要从硬件设计介绍了一种基于RFID和ZigBee技术相融合的室内定位系统的设计方案，对定位系统的硬件各个功能模块进行详细的介绍，并对定位系统软件流程进行了分析。通过合理布设参考节点和基站，在室内环境中进行了实测，在定位模块通信范围内，通过增加参考节点的数量以及增加基站等有效方式，可以有效的提高定位的。通过实验证明，通过RFID和ZigBee技术相融合的设计方案，不仅可以达到1m之内的定位，还实现了室内房间级的定化。该方案的硬件设备要求低、定位高的特点，很好地满足了市场需求。采用基于ZigBee和RFID的室内定位系统的设计方案可以很好的应用在智能楼字、地下车库、医疗护理等方面。来源：维库电子市场网