采用nRF24L01和MSP430单片机的射频传输模块设计.doc

采用nRF24L01和MSP430单片机的射频传输模块设计DesignofTransmissionModuleBasedonnRF24L01and

采用nRF24L01和MSP430单片机的射频

传输模块设计

DesignofTransmissionModuleBasedonnRF24L01andMSP430

葛志军郝永生军械工程学院（河北石家庄050003）

姜勉

西安军代局驻805厂军代室（陕西西安710028）

操作员通过状态转换控制台上的

状态转换开关可设置战车的3种工作状态，车辆放置不使用时，操作员将开关置于S0，此时3路工作状态控制信号均为高电平无效；车辆工作时，操作员首先将开关置于S1，自动功能检测状态AFT由高电平变为低电平，系统将自动检查工作能力、工作准备情况以及故障情况。若出现故障，红色指示灯发亮；若功能完好，绿色指示灯发亮；红色指示灯发亮时，操作员将开关L置于S2，AFT由低电平变为高电平无效，手动功能检测状态MFT由高电平变为低电平，系统处于自动功能检测状态，操作员要具体确定哪一部分出现故障；绿色指示灯发亮，操作员将开关置于S3，MFT由低电平变为高电平无效，作业目标状态POS由高电平变为低电平，系统处于作业目标状态。

工作状态控制信号如图1示。其信号特点是：低电平有效，同一时刻只有一路信号为低电平；逻辑“0”

引言

在装备保障中需要对装备寿命有清楚的了解，就需要对装备各配套设备进行定期检查，传统的人工巡检和记录信息的方法存在遗漏检查信息、不及时、数据登记复杂易错及后处理繁琐等问题[1]。射频识别(RadioFrequencyIdentification，RFID)技术是一种先进的非接触式自动识别技术，它利用射频信号与空间耦合及传输特性来进行双向通信，实现对物体自动识别与信息采集[2]。

针对某型战车随装武器系统复

杂、配备较多，传统记录方式难以有

效详实地反映各部件寿命状况的现状，本文利用RFID技术构建新型监测系统，代替传统的巡检方法。

系统需求与结构设计

本系统主要记录战车及配套装备的动用信息，被测量信号主要是开关信号，分为以下两类：

(1)工作状态控制信号。工作状态控制信号来自状态转换控制台，是操作员控制战车工作状态的3路开关量。

图1工作状态控制信号

图2允许和启动信号

图3系统总体结构框图

摘要：在装备的寿命评估中，通过记录操作员的控制操作能反映装备的动用信息。以某型战车为记录对象，分析了需要采集的各类开关量信号，给出一种采用MSP430微功耗单片机的记录装置实现方案，重点设计了由MCU和nRF24L01构成的射频传输模块，提供了采集端通过采集对装备的各项操作产生的开关信号触发时钟记录装备使用过程的程序流程，并针对可能存在的干扰，设计了基于跳频通信的抗干扰方式。最后对系统传输性能进行了测试，验证了其可行性。关键词：RFID；nRF24L01；动用信息；跳频通信；读取率

DOI:10.3969/j.issn.1005-5517.2012.7.016

为0V，逻辑“1”为

为0V，逻辑“1”为3.5V。

(2)允许启动信号。允许启动信号来自控制台接口组合，记录为装备的打靶等信息。

当控制台接口组合面板上的指示灯1发亮时，说明雷达已经锁定目标，此时从控制台接口组合传来的允许信号ENABLE1由高电平变为低电平，黑匣子定时器开始定时，实时检测启动信号START1是否在60s内由高电平变为低电平，若检测到低电平，说明操作员按下“启动1”按钮的时刻是正确的，否则为误操作。操作员必须在60s内，操作“启动”按钮，产生启动START1信号，进行

首先由采集电路采集各路开关量

信号，触发微处理器时钟记录时间信息，由发射电路编码后发送，接收电路接收信号并将解码后的信息传送给上位机，MCU通过I2C总线[3]完成对采集过程的控制。

EnhancedShortBurst协议，可以实现

点对点或是1对6的无线通信，无线通信速度可以达到2Mbps[5]。

此次设计主要用到了MSP430F5438两个串口通信模块USART0和USART1，USART0作为UART使用，提供异步通信，通过MAX3232电平转换芯片提供RS-232接口和PC机进行通信[6]，USART1作为SPI使用，提供同步通信，主要是和nRF24L01之间进行命令和数据通信。SPI(SerialPeripheralInterface