DF無(wú)線傳送模塊應(yīng)用及原理
無(wú)線傳數(shù)模塊在生活中應(yīng)用途極廣，比如車輛監(jiān)控、遙控、遙測(cè)、小型無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線抄表、門禁系統(tǒng)、小區(qū)傳呼、工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、無(wú)線標(biāo)簽、身份識(shí)別、非接觸RF能卡、小型無(wú)線數(shù)據(jù)終端、安全防火系統(tǒng)、無(wú)線遙控系統(tǒng)、生物信號(hào)采集、水文氣象監(jiān)控、機(jī)器人控制、無(wú)線232數(shù)據(jù)通信、無(wú)線485/422數(shù)據(jù)通信、數(shù)字音頻、數(shù)字圖像傳輸?shù)取４舜尾捎玫哪K是價(jià)格相對(duì)便宜的433M模塊，淘寶上價(jià)格7元一對(duì)，適合用于少量數(shù)據(jù)的傳送，還有些模塊是適合較高速率傳送的（達(dá)Mbps級(jí)別），但價(jià)格相對(duì)較高。此套模塊優(yōu)點(diǎn)是成本低，抗干擾能力強(qiáng)，靈敏度高，傳送距離遠(yuǎn)；缺點(diǎn)是傳送速率較低，一般在4Kbps下可以穩(wěn)定傳送。
一、收發(fā)模塊技術(shù)參數(shù)
下面是發(fā)射和接收模塊的實(shí)物圖和對(duì)應(yīng)的電路原理圖。其中天線是另外用細(xì)電線約20cm長(zhǎng)繞圈形成。
1、通訊方式：調(diào)幅AM
2、工作頻率：433MHz
3、頻率穩(wěn)定度：±75KHZ
4、發(fā)射功率：≤500MW
5、靜態(tài)電流：≤0.1UA
6、發(fā)射電流：3～50MA
7、工作電壓：DC 3～12V
DF數(shù)據(jù)發(fā)射模塊的工作頻率為433M，采用聲表諧振器SAW穩(wěn)頻，頻率穩(wěn)定度極高，當(dāng)環(huán)境溫度在－25～＋85度之間變化時(shí)，頻飄僅為3ppm/度。聲表諧振器的頻率穩(wěn)定度僅次于晶體，而一般的LC振蕩器頻率穩(wěn)定度及一致性較差，即使采用高品質(zhì)微調(diào)電容，溫差變化及振動(dòng)也很難保證已調(diào)好的頻點(diǎn)不會(huì)發(fā)生偏移。
DF發(fā)射模塊未設(shè)編碼集成電路，而增加了一只數(shù)據(jù)調(diào)制三極管Q1,這種結(jié)構(gòu)使得它可以方便地和其它固定編碼電路、滾動(dòng)碼電路及單片機(jī)接口，而不必考慮編碼電路的工作電壓和輸出幅度信號(hào)值的大小。比如用PT2262等編碼集成電路配接時(shí)，直接將它們的數(shù)據(jù)輸出端第17腳接至DF數(shù)據(jù)模塊的輸入端即可。
DF數(shù)據(jù)模塊具有較寬的工作電壓范圍3～12V，當(dāng)電壓變化時(shí)發(fā)射頻率基本不變,和發(fā)射模塊配套的接收模塊無(wú)需任何調(diào)整就能穩(wěn)定地接收。當(dāng)發(fā)射電壓為3V 時(shí)，空曠地傳輸距離約20～50米，發(fā)射功率較小，當(dāng)電壓5V時(shí)約100～200米，當(dāng)電壓9V時(shí)約300～500米，當(dāng)發(fā)射電壓為12V時(shí)，為最佳工作電壓，具有較好的發(fā)射效果，發(fā)射電流約60毫安，空曠地傳輸距離700～800米，發(fā)射功率約500毫瓦。當(dāng)電壓大于l2V時(shí)功耗增大，有效發(fā)射功率不再明顯提高。這套模塊的特點(diǎn)是發(fā)射功率比較大，傳輸距離比較遠(yuǎn)，比較適合惡劣條件下進(jìn)行通訊。天線最好選用25厘米長(zhǎng)的導(dǎo)線，遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)最好能夠豎立起來(lái)，因?yàn)闊o(wú)線電信號(hào)傳輸時(shí)受很多因素的影響，所以一般實(shí)用距離只有標(biāo)稱距離的20％甚至更少。
DF數(shù)據(jù)模塊采用ASK方式調(diào)制，以降低功耗，當(dāng)數(shù)據(jù)信號(hào)停止時(shí)發(fā)射電流降為零，數(shù)據(jù)信號(hào)與DF發(fā)射模塊輸入端可以用電阻或者直接連接而不能用電容耦合，否則DF發(fā)射模塊將不能正常工作。數(shù)據(jù)電平應(yīng)接近DF數(shù)據(jù)模塊的實(shí)際工作電壓，以獲得較高的調(diào)制效果。
DF發(fā)射發(fā)射模塊最好能垂直安裝在主板的邊緣，應(yīng)離開(kāi)周圍器件5mm以上，以免受分布參數(shù)影響。DF模塊的傳輸距離與調(diào)制信號(hào)頻率及幅度、發(fā)射電壓及電池容量、發(fā)射天線、接收機(jī)的靈敏度、收發(fā)環(huán)境有關(guān)。一般在開(kāi)闊區(qū)最大發(fā)射距離約800米，在有障礙的情況下，距離會(huì)縮短，由于無(wú)線電信號(hào)傳輸過(guò)程中的折射和反射會(huì)形成一些死區(qū)及不穩(wěn)定區(qū)域，不同的收發(fā)環(huán)境會(huì)有不同的收發(fā)距離。
接收模塊主要技術(shù)指標(biāo)：
1、通訊方式：調(diào)幅AM
2、工作頻率：433MHZ
3、頻率穩(wěn)定度：±200KHZ
4、接收靈敏度：－106DBM
5、靜態(tài)電流：≤5MA
6、工作電流：≤5MA
7、工作電壓：DC 4.8～5V
8、輸出方式：TTL電平
接收模塊為超再生接收電路，L1C1選頻后信號(hào)進(jìn)入Q1及周邊電路組成高放電路，Q2及周邊電路組成本振，接收的信號(hào)經(jīng)過(guò)LM358雙運(yùn)放整形為TTL電平的方波信號(hào)。輸出端常態(tài)為低電平，當(dāng)接收到信號(hào)時(shí)，輸出為高電平。
二、測(cè)試電路
因?yàn)?1MCU上電后IO口默認(rèn)為高電平，因此在發(fā)射模塊前和接收模塊后加了三極管作反相，這樣常態(tài)下電平與MCU一致，將發(fā)射模塊直接連接在發(fā)射控制MCU的TXD，將接收模塊連接在接收MCU的RXD上。發(fā)射端編寫程序約隔1秒由串口發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)由0-9循環(huán)變化，以觀察數(shù)據(jù)是否正確傳送，數(shù)據(jù)通信采用異步方式，1開(kāi)始位8數(shù)據(jù)位1停止位，每個(gè)數(shù)據(jù)共10個(gè)位；接收端MCU接收數(shù)據(jù)后送LCD1602 顯示。通信速率分別測(cè)試了2400bps、4800bps、7200bps、9600bps，其中2400bps及4800bps速率下數(shù)據(jù)均能穩(wěn)定傳送無(wú)丟碼、誤碼，7200bps及9600bps速率下數(shù)據(jù)偶爾會(huì)亂碼，基于穩(wěn)定性及兼顧傳送速率，在后面的程序中均采用4800bps速率。 發(fā)射端采用低電壓系列MCU，由二節(jié)1.5V電池供電，接收端連接在實(shí)驗(yàn)板上進(jìn)行測(cè)試。實(shí)際測(cè)試中，3V供電給發(fā)射模塊可以正常工作，兩機(jī)相隔約8米，中間隔二道墻，信號(hào)仍能穩(wěn)定正確傳送。后來(lái)又測(cè)試了不加天線的情況，發(fā)現(xiàn)如果發(fā)射與接收均不加天線在上述條件下則會(huì)出現(xiàn)亂碼，任一端加上天線均能在上述條件下穩(wěn)定正確傳送數(shù)據(jù)。發(fā)射端連同MCU在內(nèi)，發(fā)射時(shí)平均約7ma電流，休眠時(shí)約幾u(yù)a，耗電量較理想，適合采用電池供電。
三、實(shí)際應(yīng)用
完成測(cè)試后，對(duì)模塊工作原理及性能有初步了解，于是作進(jìn)一步應(yīng)用，控制發(fā)射模塊的MCU板原來(lái)是于測(cè)試電波解碼的，于是作了一點(diǎn)修改，將BPC信號(hào)（中國(guó)電波授時(shí)信號(hào)）及JJY信號(hào)（日本電波授時(shí)信號(hào)）解碼后通過(guò)DF模塊將時(shí)間數(shù)據(jù)發(fā)射出去，接收端接收后進(jìn)行處理及顯示。
下面是連接BPC接收模塊的實(shí)物圖。
下面是連接JJY接收模塊的實(shí)物圖。
標(biāo)簽： DF無(wú)線傳送模
