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由RFW122-M构成的短距离无线数据通信系统

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作者：电子科技大学 王旭 满亚勤 朱立东 吴诗其
利用AT89LV52单片机作控制器，实现基于RFWaves公司的射频芯片RFW122-M的短距离无线数据通信系统;分析射频芯片RFW122-M及其与单片机的接口芯片RFW-D100的特点；给出系统的硬件原理框图及软件流程图 。
对应用于该装置的无线数据传输协议CSMA进行分析，并且在对固件的编程配置中加以实现 。
要害词无线数据通信系统RFW122-MRFW-D100 AT89LV52 CSMA协议
目前,短程射频通信技术是一种热门技术,已广泛应用于实际中,主要有无线局域网(WLAN )、个人区域网络(PAN) 及无线短距离消费类产品(如中低速数据传输应用, 有效范围在30 m以内) 。该通信技术的标准有IEEE802.11a、Hiperlan2、蓝牙（IEEE802.15.1）、 HomeRF及IEEE802.11b（WIFI）等 。支持这些标准的器件一般功耗都比较高，结构复杂，价格较高, 因而不适合低端产品 。RFWaves 公司针对现有市场发展推出的面向低端的用于短距离无线通信的射频通信芯片组RFW122-M，符合美国联邦通信委员会（FCC）的技术规范 。
本系统利用射频芯片RFW122-M及其与MCU的接口芯片RFW-D100，在单片机AT89LV52的控制下，实现了短距离的无线数据通信 。
1; 射频芯片RFW122-M及其接口芯片RFW-D100
【由RFW122-M构成的短距离无线数据通信系统】 RFW122-M无线收发芯片是一种半双工、使用直接序列扩频（DSSS）技术的无线收发两用集成电路，工作中心频率为2.44GHz（ISM频段），采用ASK调制方式，工作电压为2.4～3.6V 。在空闲状态下，几乎不消耗功率（0.1μA @ VCC=3 V） 。RFW122-M可以外接一个200 Ω的差分阻抗天线（印制版天线）或带有匹配电路的其他天线，在误码率为10-3的条件下，接收灵敏度为-77 dBm 。该模块有3根数据控制线，且其数据I/O口是一个串行的数字接口 。它的唤醒时间为20 μs,同步时间是1.2 μs 。最高数据传输速率为1 Mbps，此时工作电流为33 mA 。
为了降低MCU实时处理MAC协议的要求，RFW122-M芯片组提供了RFW122-M与MCU之间的接口芯片RFW-D100 。该芯片在MCU和RFW122-M之间提供了一个并行接口；同时提供了对CSMA协议的支持 。RFW-D100采用了两种技术来获得比较好的载波侦听的能力：一种是RSSI(射频信号强度检测)，能检测到任何强度的无线传输，避免冲突；另一种是使用RFWaves网络的载波侦听算法 。采用这种技术可以避免与本网络内的或其他网络的RFWaves站点发生冲突 。
（1）RSSI(射频信号强度检测)
RSSI机制用来比较某个非RFWaves站点传输的功率超过了一个确定的门限（用一个外部的电阻来设置这个数值，RFW-D100给出了该门限的参考电压和计算公式），比较的结果放在寄存器SSR[7]-COMP_IN中 。当MCU内有数据传输时，就去读取该寄存器，根据寄存器的状态确定信道是否处于被占用的状态，从而确定数据是否被传输 。
（2）内部/外部RFWaves网络的载波监听的算法
该机制主要用来监测相似的RFWaves网络 。RFWD100利用载波侦听算法监听是否有外部相似的RFWaves网络正在传输数据 。假如外部的RFWaves网络正在进行数据的传输，则内部的标志位将被置1，表示信道处于被占用的状态；假如信道由被占用的状态转为空闲的状态，将产生一个中断来通知MCU，此时MCU可以进行数据的传输 。
2; 硬件设计
系统的微处理器采用Atmel公司的AT89LV52 。它是一款基于51系列的低功耗微处理器，支持汇编和C语言，开发环境采用Keil公司KeilC51（51单片机的汇编和C语言的开发工具）；支持汇编、C语言以及混合编程，同时具备功能强大的软件仿真和硬件仿真 。系统包含两个半双工的通信终端，来自高层的数据由串口发往MCU，MCU再将数据发往RFW-D100 。RFW-D100将数据打包以后送往RFW122-M进行调制，再通过天线发送出去 。系统框图如图1所示 。

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