[实用新型]基于Zigbee的远程无线收发全功能设备

说明书

技术领域

本实用新型属于无线通信的技术领域，更具体的说，本实用新型涉及一种基于Zigbee的远程无线收发全功能设备。

背景技术

对于家庭控制、工业自动化等应用来说，现在常用的无线通信方案有Wi-Fi，UWB，IrDA，NFC以及ZigBee技术。Wi-Fi的传输速率快，可达到百米，但是成本高、功耗大；UWB的传输速率高，发射功率低，但通信距离短；蓝牙传输速率高，但传输范围小，节点功耗大；IrDA传输距离较短，而且只能同时连接两台设备，无法进行灵活组网；NFC传输距离短。而ZigBee技术在无线通信应用领域具有低成本、低功耗、低复杂度的特点。

Zigbee芯片的种类已经越来越多，如使用较广泛的CC2530，以及MC13192、AT86RF230、MRF24J40，而这些芯片都有一个共同特点，即芯片本身带有MCU，由于芯片本身既要负责信号收发又要负责信号处理，这就导致MCU的处理能力很有限，功耗大，而且功能扩展能力也较差。其次，在应用这些芯片进行无线通信研究时，由于芯片本身的发射功率都很小，加上其接收灵敏度也固定在一定的范围之内，这样就限制了无线传感器网络的通信距离，实际的传输距离也只有几百米不等。而有些特定的场合中，要求无线通信节点间的距离要有1Km或者更远。

实用新型内容

为了解决现有技术中的上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种基于Zigbee的远程无线收发全功能设备。本实用新型所述的设备不仅能够实现远程无线有效接收信号及发送信号，而且还减少了设备成本，降低了装置复杂度。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种基于Zigbee的远程无线收发全功能设备，用于远程无线接收各类传感器所采集的信号以及远程无线发送指令信号，其包括MCU主控电路、无线通信模块电路、信号收发处理电路、按键模块电路、显示模块电路、串口通信电路、USB下载电路、调试电路、存储电路、IO口扩展电路和电源模块；所述的MCU主控电路分别与无线通信模块电路、按键模块电路、显示模块电路、串口通信电路、USB下载电路、调试电路、存储电路、IO口扩展电路和电源模块11相连；所述的无线通信模块电路分别与MCU主控电路、信号收发处理电路、IO口扩展电路、电源模块相连；所述的信号收发处理电路分别与无线通信模块电路和电源模块相连；所述的显示模块电路分别与MCU主控电路和电源模块相连；所述的串口通信电路分别与MCU主控电路和电源模块相连；所述的USB下载电路分别与MCU主控电路和电源模块相连；所述的IO口扩展电路分别与MCU主控电路和无线通信模块电路相连；所述的电源模块分别与MCU主控电路、无线通信模块电路、信号收发处理电路、显示模块电路、串口通信电路和USB下载电路相连。

其中，所述的MCU主控电路核心处理器选用MSP430FG439。MSP430FG439是一款具有超低功耗的MCU，在便携式测量应用中延长了电池寿命，具有面向各种应用的不同外设集架构，允许唤醒低功耗模式，具有16位寄存器和常数发生器、数控振荡器(DCO)、配置A/D转换器，双12位D/A转换器、三个可配置的运算放大器，一个同步/异步通信接口(USART)、DMA和液晶显示(LCD)驱动器。MSP430FG439主要用于传感器采集数据的处理、接收、发送，可以将接收的数据进行处理以后通过RS232串口通信传至上位机PC进行相关操作，也可以将上位机传来的指令信号经无线通信模块、信号收发处理电路发送出去达到远程控制设备的目的。

其中，所述的无线通信模块电路核心处理器选用A7153，A7153是一款高性能，低功耗的2.4GHz IEEE802.15.4收发器(直接序列扩频在IEEE802.15.4定义的)。它集成了PHY和MAC功能的单芯片解决方案。A7153集成了低噪声放大器(LNA)，混频器，片上滤波器，功率放大器(3.5dBm)，频率合成器和基带调制解调器，A7153主要用于无线信号的接收和发送处理。

其中，所述的信号收发处理电路3核心处理器选用RFX2411，RFX2411是一个完全集成的射频前端单芯片，集成了所有的RF功能所需要的ZigBee应用。RFX2411架构集成了PA，低噪声放大器(LNA)，发送和接收切电路，相关的匹配网络。它还包括旁路模式，以提高系统的灵活性。此芯片专为使用2.4GHz ISM频段，支持802.15.4ZigBee标准。RFX2411具有简单和低电压CMOS控制逻辑，集成了PA功率检测电路，RFX2411的作用主要是通过功率放大增大发射功率、降低系统噪声系数NF，改善无线信号传输性能，提高信号接收灵敏度。