基于MSP430F2012和nRF24L01低功耗RFID定位設(shè)計(jì)方案

　　射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)是采用無線射頻的方式實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)交換并識(shí)別身份，RFID定位正是利用了這一識(shí)別特性，利用閱讀器和標(biāo)簽之間的通信信號(hào)強(qiáng)度等參數(shù)進(jìn)行空間的定位。

　　RFID標(biāo)簽按供電方式分為有源和無源2種［1］，無源標(biāo)簽通過捕獲閱讀器發(fā)射的電磁波獲取能量，具有成本低、尺寸小的優(yōu)勢(shì)；有源標(biāo)簽通常采用電池供電，具有通信距離遠(yuǎn)、讀取速度快、可靠性好等優(yōu)點(diǎn)［2］，但為了滿足煤礦井下定位，需要考慮低功耗設(shè)計(jì)以增強(qiáng)電池的續(xù)航能力。本文從有源標(biāo)簽的設(shè)計(jì)理念出發(fā)，針對(duì)小范圍空間RFID定位的需求，根據(jù)低功耗、高效率的原則進(jìn)行RFID標(biāo)簽的設(shè)計(jì)，并闡述了其硬件組成、軟件流程和防沖突能力。

　　2.系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　有源標(biāo)簽在設(shè)計(jì)中除了需要考慮低成本、小型化之外，最重要的是要采取低功耗設(shè)計(jì)。

　　RFID標(biāo)簽從整體結(jié)構(gòu)上看，通常包括2個(gè)部分：控制端和射頻端，因此在選擇控制芯片和射頻芯片時(shí)需要優(yōu)先考慮其低功耗性能。本文在此基礎(chǔ)上選擇了 MSP430F2012控制芯片和nRF24L01射頻芯片；天線則選用了Nordic公司的PCB單端天線；標(biāo)簽采用3V-500mAh紐扣電池供電。系統(tǒng)工作在2.4GHz頻段。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　2.2 芯片選擇及低功耗設(shè)計(jì)

　　TI推出的MSP430系列單片機(jī)是16位Flash型RISC指令集單片機(jī)［3］，以超低功耗聞名業(yè)界。

　　MSP430F2012芯片工作電壓僅為1.8~3.6V，掉電工作模式下消耗電流為0.1μA，等待工作模式下消耗電流僅為0.5μA.本設(shè)計(jì)中，MSP430F2012被長時(shí)間置于等待工作模式，通過中斷喚醒的方式使其短暫進(jìn)入工作狀態(tài)，以節(jié)省電能。MSP430F2012具有3組獨(dú)立的時(shí)鐘源：片內(nèi)VLO、片外晶振、DCO.其中，片外時(shí)鐘基于外部晶振；DCO由片內(nèi)產(chǎn)生，且頻率可調(diào)。顯然，主系統(tǒng)時(shí)鐘頻率的高低決定著系統(tǒng)的功耗，尤其是選擇了高速片外晶振的情況下，因此，MSP430F2012提供了在不同時(shí)鐘源間進(jìn)行切換的功能。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，通過實(shí)時(shí)重新配置基礎(chǔ)時(shí)鐘控制寄存器以實(shí)現(xiàn)主系統(tǒng)時(shí)鐘和輔助系統(tǒng)時(shí)鐘間的切換，既不失性能，又節(jié)約了能耗。

　　MSP430F2012具有LPM0~LPM4五種低功耗模式，合理的利用這五種預(yù)設(shè)的模式是降低MCU功耗的關(guān)鍵，本設(shè)計(jì)中，MSP430F2012 在上電配置完畢后將直接進(jìn)入LPM3模式，同時(shí)開啟中斷，等待外部中斷信號(hào)。此外，由于MSP430F2012是一款多功能通用單片機(jī)，片內(nèi)集成了較多功能模塊，在上電配置時(shí)即停止所有不使用的功能模塊也能起到降低系統(tǒng)功耗的目的。

　　nRF24L01是Nordic公司開發(fā)的2.4GHz超低功耗單片無線收發(fā)芯片，芯片有125個(gè)頻點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的無線通信，最大傳輸速率可達(dá)2Mbps，工作電壓為1.9~3.6V［4］。為了凸顯其低功耗性能，芯片預(yù)置了兩種待機(jī)模式和一種掉電模式。更值得一提的是nRF24L01的 ShockBurstTM模式及增強(qiáng)型ShockBurstTM模式［4］，真正實(shí)現(xiàn)了低速進(jìn)高速出，即MCU將數(shù)據(jù)低速送入nRF24L01片內(nèi) FIFO，卻以1Mbps或2Mbps高速發(fā)射出去。本設(shè)計(jì)正是利用了增強(qiáng)型ShockBurstTM模式，使得MSP430F2012即便在 32768Hz低速晶振下也能通過射頻端高速的將數(shù)據(jù)發(fā)射出去，既降低了功耗，又提高了效率，增強(qiáng)了系統(tǒng)防沖突和應(yīng)付移動(dòng)目標(biāo)能力。

　　2.3 電路設(shè)計(jì)

　　本系統(tǒng)主要運(yùn)用于RFID定位方面，除了簡(jiǎn)單的識(shí)別外，重點(diǎn)在于閱讀器對(duì)標(biāo)簽信號(hào)強(qiáng)度的測(cè)量，因此閱讀器與標(biāo)簽間不會(huì)有大數(shù)據(jù)量頻繁的讀寫操作，在電路設(shè)計(jì)時(shí)可省略片外EEPROM.同時(shí)還可以省去穩(wěn)壓電路以節(jié)省靜態(tài)電流消耗。硬件原理圖如圖2所示。

電路設(shè)計(jì)

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本文導(dǎo)航

第 1 頁：基于MSP430F2012和nRF24L01低功耗RFID定位設(shè)計(jì)方案
第 2 頁：系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

nRF24L01(68846) nRF24L01(68846)
MSP430F2012(12204) MSP430F2012(12204)
RFID定位(5531) RFID定位(5531)

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2021-06-02 06:24:42

如何去使用nRF24L01

最近在一個(gè)項(xiàng)目中用到了nRF24L01這個(gè)無線2.4G收發(fā)芯片，項(xiàng)目中有主機(jī)和分機(jī)，默認(rèn)都是使用數(shù)據(jù)通道0，主機(jī)通過nRF24L01發(fā)送數(shù)據(jù)后，對(duì)應(yīng)地址的分機(jī)在收到數(shù)據(jù)后會(huì)返回一個(gè)確認(rèn)數(shù)據(jù)包給主機(jī)

2021-08-05 07:18:25

如何實(shí)現(xiàn)基于STM8L+NRF24L01的低功耗遙控器設(shè)計(jì)？

如何實(shí)現(xiàn)基于STM8L+NRF24L01的低功耗遙控器設(shè)計(jì)？

2021-12-17 06:37:08

如何解決nRF24L01模塊設(shè)計(jì)和調(diào)試遇到的問題？

nRF24L01的最多互通節(jié)點(diǎn)數(shù)量是多少呢？如何解決nRF24L01模塊設(shè)計(jì)和調(diào)試遇到的問題？

2021-12-17 06:38:06

無線模塊NRF24L01資料（有代碼）

無線模塊NRF24L01資料，包括MSP430和51的程序

2012-08-08 20:45:59

有源RFID標(biāo)簽有什么設(shè)計(jì)方法？

本文介紹了有源標(biāo)簽的設(shè)計(jì)理念出發(fā)，針對(duì)煤礦井下一般小范圍空間RFID定位的需求，根據(jù)低功耗、高效率的原則進(jìn)行RFID標(biāo)簽的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)在硬件上采用了MSP430F2012單片機(jī)和nRF24L01射頻

2019-08-28 06:54:18

求NRF24L01資料

求NRF24L01資料，與8051單片機(jī)結(jié)合，及NRF24L01無線傳輸溫度程序

2016-04-12 08:38:18

求nrf24L01的中文資料

nrf24L01和nrf2401有什么區(qū)別，為什么nrf24L01的資料這么難下載呢？求nrf24L01的相關(guān)資料。

2016-10-16 11:16:29

用NRF24L01將DS18B20的溫度數(shù)據(jù)發(fā)送給NRF24L01，求程序？

MSP430F149用NRF24L01將DS18B20的溫度數(shù)據(jù)發(fā)送給另外一個(gè)NRF24L01，求程序？溫度轉(zhuǎn)換之后有小數(shù)點(diǎn)(.)，.怎么發(fā)送?例如：37.3975，中間的.怎么發(fā)？不能用十六進(jìn)制數(shù)表示該怎么辦?

2020-04-22 03:36:54

用于定位的低功耗有源RFID標(biāo)簽該怎么設(shè)計(jì)？

該方案在硬件上采用了MSP430F2012單片機(jī)和nRF24L01射頻芯片的低功耗組合；軟件上則結(jié)合了RFID定位的特點(diǎn)，有別于一般以識(shí)別為主要目的的標(biāo)簽的設(shè)計(jì)方法，并分析了其軟件設(shè)計(jì)流程以及簡(jiǎn)單的防沖突能力。通過良好匹配的天線，本設(shè)計(jì)方案有效讀取距離可達(dá)幾十米，足以應(yīng)付一般空間內(nèi)定位的需求。

2019-09-25 07:03:36

貼片NRF24L01模塊

1、貼片NRF24L01模塊2、STM32F103系列3、MOS管驅(qū)動(dòng)

2021-09-13 07:50:48

nRF24L01 pdf datasheet (Single

The state diagram (Figure 3.) shows the modes the nRF24L01 can operate in and how

2008-10-04 21:46:10

423

nrf24l01上

NRFnRF24L01nrf2401模擬與射頻

jf_13390462發(fā)布于 2022-05-20 22:55:04

nRF24L01應(yīng)用電路

nRF24L01 with single ended matching network crystal, bias resistor, and decoupling capacitors.

2008-10-04 22:04:25

7183

基于MSP430單片機(jī)的低功耗主動(dòng)式RFID標(biāo)簽設(shè)計(jì)

射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)近年來在國內(nèi)外得到了迅速發(fā)展。對(duì)于需要電池供電的便攜式系統(tǒng)，功耗也越來越受到人們的重視。本文將具體闡述基于MSP430F2012和CC1100低功耗設(shè)計(jì)理念的雙向

2009-04-20 11:11:26

1282

基于MSP430F2012的低功耗傾角傳感器

本文為基于MSP430F2012的低功耗傾角傳感器，從幾個(gè)方面對(duì)這個(gè)傳感器的設(shè)計(jì)進(jìn)行了說明：

2011-06-27 15:14:30

基于nRF24L01的無線溫濕度測(cè)試系統(tǒng)

設(shè)計(jì)了以低功耗MSP430單片機(jī)為控制核心，利用溫濕度一體傳感器SHT11進(jìn)行溫濕度信號(hào)的采集，結(jié)合無線傳輸模塊nRF24L01對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行無線傳輸?shù)臏貪穸葴y(cè)試系統(tǒng)，并在可靠可信、微功耗的基

2012-02-16 16:39:32

259

基于MSP430和CC1100的有源RFID設(shè)計(jì)

本文以低功耗設(shè)計(jì)含義的概述，引入基于MSP430F2012和CC1100低功耗雙向有源標(biāo)簽的軟硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法。

2013-01-28 16:22:53

2063

基于MSP430F2012和nRF24L01低功耗RFID定位設(shè)計(jì)方案

1970-01-01 08:00:00

基于MSP430F2012和CC1100的主動(dòng)式低功耗RFID標(biāo)

基于MSP430F2012和CC1100的主動(dòng)式低功耗RFID標(biāo)簽設(shè)計(jì)

2016-01-25 10:28:32

NRF24l01模塊說明書

NRF24l01模塊說明書，很好的學(xué)習(xí)資料，快來下載吧

2016-02-16 16:49:30

基于MSP430F2012和CC1100的主動(dòng)式低功耗RFID標(biāo)簽設(shè)計(jì)

基于MSP430F2012和CC1100的主動(dòng)式低功耗RFID標(biāo)簽設(shè)計(jì)。

2016-02-17 17:37:01

NRF24L01編程心得

51版NRF24L01雙向通信詳細(xì)資料及程序，調(diào)試成功

2016-03-22 11:26:31

基于nRF24L01的人員定位系統(tǒng)標(biāo)識(shí)卡的設(shè)計(jì)

基于nRF24L01的人員定位系統(tǒng)標(biāo)識(shí)卡的設(shè)計(jì)，低功耗單片機(jī)MSP430F2011位控制器，做的一些定位模塊的設(shè)計(jì)，以及軟件部分的調(diào)試。

2016-04-06 16:12:35

NRF24l01 程序

此程序是關(guān)于nrf24L01無線傳輸程序，經(jīng)過測(cè)試可行。

2016-05-13 16:40:23

nRF24L01模塊引腳

nRF24L01模塊引腳，感興趣的小伙伴們可以瞧一瞧。

2016-11-14 18:31:06

NRF24L01源程序

MiniSTM32F103開發(fā)板，NRF24L01發(fā)送和接收一體機(jī)的源碼

2016-12-10 17:23:19

【Realplay】STC15L204 + NRF24L01接口

NRF24L01

2016-12-20 22:19:46

msp430f2012數(shù)據(jù)手冊(cè)

msp430f2012數(shù)據(jù)手冊(cè)，又需要的下來看看

2016-12-14 21:27:39

NRF24L01程序

NRF24L01 51，stm32，430程序

2016-12-29 20:56:45

nRF24L01資料及其應(yīng)用

關(guān)于NRF24L01的使用手冊(cè)

2017-10-09 16:40:48

nRF24L01相關(guān)知識(shí)詳述

本文詳述了nRF24L01相關(guān)知識(shí)。

2017-11-26 09:50:20

MSP430F2012和CC1100的主動(dòng)式低功耗RFID標(biāo)簽設(shè)計(jì)詳析

本文介紹了基于 MSP430F2012 單片機(jī)和 CC1100 射頻收發(fā)芯片的一種低功耗主動(dòng)式 RFID 標(biāo)簽的設(shè)計(jì), 對(duì)如何解決主動(dòng)式 RFID 標(biāo)簽功耗高, 使用時(shí)問短, 性能不穩(wěn)定的問題進(jìn)行探討, 詳細(xì)闡述了主動(dòng)式 RFID 標(biāo)簽的低功耗的設(shè)計(jì)思想、軟硬件設(shè)計(jì)方法。

2018-05-03 15:14:00