基于CC1200的真人游戏无线数据通信系统的设计

摘要

无线通信系统在最近几年有着强劲的发展势头，是最近几年的通信界研究的热点并且在人们的工作和生活中有着广泛的应用。例如：门禁刷卡,射频识别(RFID)技术等。无线通信技术是一种替代线缆的技术，在当前很多的领域都得到了广泛的应用。在很多不容易布线的环境和条件下无线通信技术都起到了很大的作用。它具有低成本、低功耗和对等通信的三大优势和重要特征。
　　本文首先介绍了常见的几种无线通信技术，包括蓝牙技术、Wi-Fi、ZigBee技术和UWB技术，对它们都进行了简单的介绍。随后介绍了在无线通信中广泛应用的扩频技术，这种技术是无线通信在日益频繁使用的今天，为了缓解信道使用拥挤提出的一种方案，这在现如今的无线通信系统使用窄信道通信中是非常重要的。在通信系统中，调制技术也是非常重要的，只有选择正确的调制技术通信的数据才能很好的在接收方重现，目前，最长使用的数字调制技术包括FSK、GFSK、MSK和OOK，本文都对其进行了一一地介绍。
　　在分析完本次设计中能够用到的一些理论知识后，再结合该系统要工作的环境和工作的基本要求，本文提出了一种可靠的无线通信系统并设计了一种基于TI公司2013年推出的射频芯片CC1200和嵌入式芯片STM32F407的无线数据通讯系统，该系统实现了低功耗、高速率、小体积、高质量的数据无线通讯。设计了射频芯片CC1200的外部电路并简单地分析外部电路中主要部分的作用。介绍了STM32的SPI接口控制CC1200收/发信号的驱动的设计与实现，分析了STM32的SPI接口与CC1200的硬件连接。
　　在程序设计部分首先介绍了点对点通信部分，因为这部分是整个后期网络拓扑结构建立的基础，在点对点通信部分主要介绍了其通信流程、发送模块和接收模块。随后介绍了点对多点通信，在这部分通信中，为了防止数据在空中传播时出现碰撞而导致数据消失，采用了时分多址的技术，将各从机在时间上进行划分使它们不会在同一时间段内通信。随后介绍了整个网络拓扑结构和网络协议的建立，并分析了整个通信的时序。
　　最后通过实验结果表明本文中设计的无线通信系统能够达到公司的设计要求。对本系统的通信距离、误码率、主要软件模块所消耗的时间以及整个系统的通信的实验结构进行了分析。

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1 绪论

1.1课题背景

1.2国内外研究现状及趋势

1.3本课题的主要内容

2 短距离无线通信技术

2.1 扩频通信

2.2调制技术

2.3 短距离无线通讯技术组网

2.4本章小结

3 短距离无线数据通讯系统设计

3.1芯片及频段的选择

3.2 系统框图

3.3电源设计

3.4 STM32F407外部电路设计

3.5 射频芯片外围电路设计

3.6 本章小结

4 系统软件设计

4.1 CC1200的初始化

4.2 MCU的初始化

4.3点对点数据通讯

4.4 点对多点数据通信

4.5 网络的构建

4.6本章总结

5 系统调试与性能测试

5.1 无线通讯模块调试及实验

5.2 点对点通信测试

5.3 系统网内调试

5.4本章总结

6 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 展望

致谢

参考文献

研究成果