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自接觸無線電以來,感受頗深的就是高頻的電路難以調試,需要用到很多專用的儀器,而當時無線模塊產品價格都比較昂貴,利用無線傳輸數據很難實現,而現在,無線數據傳輸已經逐漸走進了日常生活的方方面面:無線鼠標、鍵盤,還有非接觸智能卡、無線網絡、無線語音和無線監控等。
無線數據模塊在傳輸速率方面,大致可以分成低速模塊與高速模塊兩類。
低速模塊一般最高傳輸速率為150kbit/s以下,它們的工作頻段一般在315/433/915MHz,這個頻段大家是不是很熟悉呀?對了,我們常用的PT2262與PT2272無線遙控器使用的就是315MHz或者433MHz頻段,在這個頻段傳輸數據有一個優點,就是穿透能力強,距離可以相對遠一些,能傳輸數百米。但是由于應用范圍廣,滿大街的汽車電子鎖都用這個頻段,干擾能不大嗎?因此數據傳輸的速率也不能太高。
高速模塊一般是指傳輸速率在500kbit/s以上的無線模塊,一般工作在2.4GHz頻段,這個頻段干擾相對比較少,但是由于頻率越高,穿透能力越弱,2.4G無線模塊一般工作在直線無遮擋的環境下,距離大致在幾十米。
兩種模塊各有優缺點,互為補充,本文著重介紹一下2.4GHz頻段的無線高速數傳模塊。相對于低速模塊,它們的普及程度離我們更近,在不久的將來應用會越來越廣泛。
在此,主要介紹4種高速模塊,分別是nRF2401AG無線模塊、CC2500無線模塊、SX1280無線模塊和nRF24L01無線模塊,為了比較它們之間的差異,就以為nRF2401AG例作一番比較。
nRF2401AG
nRF2401AG無線模塊是Nordic公司的產品,工作頻率范圍為2.4GHz頻段,125個頻道。采用GFSK調制時的數據速率為高速率1Mbit/s,高于藍牙,具有高數據吞吐量。nRF2401內置了CRC糾檢錯硬件電路和協議。發射功率、工作頻率等所有工作參數全部通過軟件設置完成。使用1.9~3.6V低電壓,滿足低功耗設計需要。每個芯片可以通過軟件設置最多40位的地址,只有收到本機地址時才會輸出數據(提供一個中斷指示)。nRF2401AG系列有一個只有發送功能的模塊,使用的芯片為nRF2402G,如果只需要發送,可以考慮選用該模塊。
CC2500
CC2500無線模塊是美國TI的產品,與nRF2401AG相比,具有OOK/ASK/2-FSK/MSK等多種調制方式,在不同的環境中可以根據需要采取相應的工作方式,提高了工作效率;CC2500的輸出功率比nRF2401AG高,最高可達1dbm;支持每個數據包連接質量指示;具有單獨的 64 字節 RX和 TX數據 FIFO,能依次發送或者接收更大的數據包;在芯片中集成了各種糾錯評估指示電路,屬于一種比較嚴謹的數傳模塊。對于一般應用,500kbit/s的速率也足夠了。
SX1280
Semtech公司的SX1280射頻芯片,此芯片包含多樣的物理層以及多種調制方式,如LORA,FLRC,GFSK。特殊的調制和處理方式使得LORA和FLRC調制的傳輸距離大大增加;是一款高性能物聯網無線收發器,并可以兼容藍牙協議。我司E28系列產品均采用此型號芯片,極大加強了產品的穩定性和可靠性。
nRF24L01
nRF24L01無線模塊是Nordic公司在nRF2401AG基礎上的升級產品,具有130μs的快速切換和喚醒時間,與BK2411一樣,特有的MultiCeiverMT硬件同時提供6個接收機的功能,另外,將nRF2401AG的1Mbit/s的速率提升至2Mbit/s,使得高質量的VoIP 成為可能;nRF24L01在低功耗方面尤為出色,特別適合采用鈕扣電池供電的2.4GHz應用,整個解決方案包括鏈路層和MultiCeiver功能,提供了比nRF2401AG 更多的功能和更低的電源消耗,與目前的藍牙技術相比,在提供更高速率的同時,只需更小的功耗。
結束語
2.4G模塊其實遠不止這幾款,但是大多在工作方式、傳輸速率和網絡構成上都大同小異,掌握一種自己熟悉的2.4G模塊也許會在很多開發應用上開辟一種新的思路。
另外,最近在搜索網絡時發現有人在研制無線編程器,通過兩塊無線模塊配合對單片機進行無線編程,這其實也是一種很好的應用,有興趣的可以試試。