基于CPLD+nRF24E1的无线传感探测系统的研究与实现

本文所设计的无线传感探测系统可实现对人员、车辆所引起的地震动信号的探测。系统主要分为地震动信号采集系统以及无线通信系统两个部分。 地震动信号采集系统以CPLD为控制核心，实现了对多达四个通道的地震动信号的同步采集。信号采集系统实现了对地震动信号的放大、滤波，以及A／D转换；并在CPLD内实现了对A／D采样的控制功能、以及通过UART异步传输方式同无线通信系统之间的数据传输功能。 无线通信系统采用了Nordic VLSI(北欧集成电路)公司的nRF24E1作为数据收发单元。nRF24E1采用无线射频通信技术，工作在ISM(工业、科学、医疗)频段，工作频率为2.4GHz，nRF24E1内部集成增强型8051微控制器和nRF2401无线射频收发芯片，是一款集成度很高的片上系统(SOC)。本文详细的介绍了无线收发系统的软硬件设计：包括电平转换电路设计、外围存储器设计、与数据采集系统的接口电路设计、天线设计以及PCB设计；并具体的介绍了nRF24E1的工作方式，给出了nRF24E1作为数据通信使用时详细的软件配置。 整个课题的设计思路是建立在无人值守地面传感器UGS(Unattended Ground Sensor)系统的基础上的。