專利名稱：基于cc2530的無線射頻模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于無線傳感通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種無線射頻模塊電路。
背景技術(shù)：
目前，在化工生產(chǎn)企業(yè)對(duì)人員和危險(xiǎn)品進(jìn)行跟蹤定位，對(duì)危險(xiǎn)的生產(chǎn)流程進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)礦山井下人員定位都可以通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)。目前廣泛使用的定位技術(shù)GPS 只能用在室外環(huán)境，定位精度只能達(dá)到十米左右，而通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定位技術(shù)則可將定位精度提高幾個(gè)數(shù)量級(jí)。可用于物流產(chǎn)品或人員的室內(nèi)定位跟蹤。目前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)用的最普遍的技術(shù)是采用802. 15. 4作為底層協(xié)議，采用 zigbee應(yīng)用層協(xié)議。也有采用802. 11 (無線局域網(wǎng)協(xié)議)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議如基于Wifi技術(shù)的無線傳感網(wǎng)。采用802. 11系列協(xié)議的好處是速度高，如802. Ila可以達(dá)到100多兆，但是缺點(diǎn)是功耗高并只能用1對(duì)多的多路訪問協(xié)議。而802. 15. 4則具有低功耗、自組織等優(yōu)點(diǎn)。 其它無線技術(shù)如紅外和激光互聯(lián)技術(shù)則一般只適合在視距范圍互聯(lián)。對(duì)車間人員進(jìn)行定位，考慮到成本以及功耗，所以選擇ZigBee作為技術(shù)背景。基于CC2530芯片進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)，CC2530是用于IEEE 802. 15. 4,ZigBee和RF4CE應(yīng)用的一個(gè)真正的片上系統(tǒng)(SOC)解決方案。它能夠以非常低的材料成本建立強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，以完成能對(duì)節(jié)點(diǎn)的精確定位跟蹤。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)一種高可靠性適用于工業(yè)場景的無線定位系統(tǒng)的射頻模塊。本實(shí)用新型分為CC2530外圍電路模塊，射頻模塊、外圍接口模塊。所述的CC2530外圍電路模塊包括第一電容Cl，第二電容C2，第三電容C3，第四電容C4，第五電容C5，第六電容C6，第七電容C7，第八電容C8，第九電容C16，第十電容C17，第十一電容C18，第十二電容C19，第十三電容C20，第一電阻R1，第一晶振Y1、第二晶振Y2，第一芯片Ul CC2530，第一連接器P3。第一芯片Ul的10、39、21、24、27、28、29、31號(hào)引腳為數(shù)字電源輸入引腳接第一電感Ll的一端，第一芯片Ul的10、39、21、24、31號(hào)引腳分別通過第二電容C2，第一電容Cl， 第三電容C3，第四電容C4和第七電容C7接地，第一芯片Ul的27、28、29同時(shí)通過第五電容C5、第六電容C6并聯(lián)接地，第一電感Ll的一端通過第八電容C8接地，第一電感的另一端連接第一連接器P3的7、9號(hào)引腳，第一芯片Ul的1、2、3、4、41號(hào)引腳接地；第一芯片Ul 的32、33號(hào)引腳分別接第二晶振Y2兩端，同時(shí)第一芯片Ul的32、33號(hào)引腳又分別通過第九電容C16，第十電容C17接地，第一芯片Ul的22、23號(hào)引腳分別接第一晶振Y1，同時(shí)第一芯片Ul的22、23號(hào)引腳又分別通過第十二電容C19、第十一電容C18接地，第一芯片Ul的 40號(hào)引腳通過第十三電容C20接地，第一芯片Ul的30號(hào)引腳通過第一電阻Rl接地。所述的射頻模塊包括第十四電容C9，第十五電容C10，第十六電容C11，第十七電容C12，第十八電容C13，第十九電容C14，第二十電容C15，第一天線E1，第二電感L2，第三電感L3，第四電感L4。第一芯片Ul的25、26號(hào)引腳分別接第十四電容C9、第十五電容ClO的一端，第十四電容C9、第十五電容ClO的另一端接在第二電感L2的兩端，第十四電容C9的另一端接第十六電容Cll的一端，同時(shí)通過第三電感L3接地，第十六電容Cll的另一端接第四電感L4和第十九電容C14的一端，同時(shí)通過第十七電容C12接地，第十九電容C14的另一端接天線E1，同時(shí)通過第二十電容C15接地，第四電感L4的另一端接第十五電容ClO的另一端，同時(shí)通過第十八電容C13接地。所述的外圍接口模塊包括第一接口 P3，第二接口 P2，第三接口 P1。第一連接器P3的7、9號(hào)引腳接第一電感Ll的另一端向第一芯片Ul提供電源，第一連接器P3的15號(hào)引腳接第一芯片Ul的12號(hào)引腳，第一連接器P3的17號(hào)引腳接第一芯片Ul的9號(hào)引腳，第一連接器P3的19號(hào)引腳接第一芯片Ul的36號(hào)引腳，第一連接器 P3的18號(hào)引腳接第一芯片Ul的15號(hào)引腳，第一連接器P3的其余引腳懸空；第二連接器 P2的1、19號(hào)引腳接地，第二連接器P2的2、8號(hào)引腳懸空，第二連接器P2的3號(hào)引腳接第一芯片Ul的16號(hào)引腳，第二連接器P2的5號(hào)引腳接第一芯片Ul的19號(hào)引腳，第二連接器P2的7號(hào)引腳接第一芯片Ul的18號(hào)引腳，第二連接器P2的9號(hào)引腳接第一芯片Ul的 17號(hào)引腳，第二連接器P2的11號(hào)引腳接第一芯片Ul的37號(hào)引腳，第二連接器P2的13號(hào)引腳接第一芯片Ul的9號(hào)引腳，第二連接器P2的15號(hào)引腳接第一芯片Ul的14號(hào)引腳， 第二連接器P2的17號(hào)引腳接第一芯片Ul的13號(hào)引腳，第二連接器P2的4號(hào)引腳接第一芯片Ul的8號(hào)引腳，第二連接器P2的6號(hào)引腳接第一芯片Ul的11號(hào)引腳，第二連接器P2 的10號(hào)引腳接第一芯片Ul的35號(hào)引腳，第二連接器P2的12號(hào)引腳接第一芯片Ul的34 號(hào)引腳，第二連接器P2的14號(hào)引腳接第一芯片Ul的7號(hào)引腳，第二連接器P2的16號(hào)引腳接第一芯片Ul的6號(hào)引腳，第二連接器P2的18號(hào)引腳接第一芯片Ul的5號(hào)引腳，第二連接器P2的20號(hào)引腳接第一芯片Ul的38號(hào)引腳；第三連接器Pl的2號(hào)引腳接第一芯片 Ul的16號(hào)引腳，第三連接器Pl的1號(hào)引腳接第一芯片Ul的15號(hào)引腳。本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有以下有益效果組網(wǎng)方便4個(gè)參考接點(diǎn)就可以用于定位；響應(yīng)時(shí)間短估算時(shí)間小于40us ；單個(gè)節(jié)點(diǎn)通信范圍達(dá)到63. 75乘63. 75米；兼容性強(qiáng)兼容Zigbee專業(yè)開發(fā)系統(tǒng)所有軟硬件；定位精度小于3米 5米，環(huán)境良好可達(dá)到1米。

圖1為本實(shí)用新型電路圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖做詳細(xì)說明。如圖1所示，CC2530外圍電路模塊包括第一電容Cl，第二電容C2，第三電容C3， 第四電容C4，第五電容C5，第六電容C6，第七電容C7，第八電容C8，第九電容C16，第十電容 C17，第十一電容C18，第十二電容C19，第十三電容C20，第一電阻R1，第一晶振Yl第二晶振 Y2，第一芯片U1CC2530，第一連接器P3。[0017]第一芯片Ul的10、39、21、24、27、28、29、31號(hào)引腳為數(shù)字電源輸入引腳接第一電感Ll的一端，第一芯片Ul的10、39、21、24、31號(hào)引腳分別通過第二電容C2，第一電容Cl， 第三電容C3，第四電容C4和第七電容C7接地，第一芯片Ul的27、28、29同時(shí)通過第五電容C5、第六電容C6并聯(lián)接地，第一電感Ll的一端通過第八電容C8接地，第一電感的另一端連接第一連接器P3的7、9號(hào)引腳，第一芯片Ul的1、2、3、4、41號(hào)引腳接地；第一芯片Ul 的32、33號(hào)引腳分別接第二晶振Y2兩端，同時(shí)第一芯片Ul的32、33號(hào)引腳又分別通過第九電容C16，第十電容C17接地，第一芯片Ul的22、23號(hào)引腳分別接第一晶振Y1，同時(shí)第一芯片Ul的22、23號(hào)引腳又分別通過第十二電容C19、第十一電容C18接地，第一芯片Ul的 40號(hào)引腳通過第十三電容C20接地，，第一芯片Ul的30號(hào)引腳通過第第一電阻Rl接地。AVDD5/AVDD_S0C, AVDD_DREG接電壓源VDD，分別接濾波電容C3和Cl。DVDD為數(shù)字電源輸入引腳，為IO 口提供2.0-3. 6V的電源，須旁接一個(gè)濾波電容C2。AVDD_DREG為數(shù)字電源輸入引腳，向電壓調(diào)節(jié)器核心提供2. 0-3. 6V的電壓，須旁接一個(gè)濾波電容Cl。DCOUPL 提供1. 8V去耦電壓，此電壓不為外電路所使用，須旁接一個(gè)去耦電容C20。Yl為外接32MHz 的專用于2. 4GHz射頻電路的晶振，其旁路電容C19、C18為22PF用來為32M晶振提供一個(gè)合適的工作電流。如圖1所示射頻模塊包括第十四電容C9，第十五電容C10，第十六電容C11，第十七電容C12，第十八電容C13，第十九電容C14，第二十電容C15，第一天線E1，第二電感L2，第三電感L3，第四電感L4。第一芯片Ul的25、26號(hào)引腳分別接第十四電容C9、第十五電容ClO的一端，第十四電容C9、第十五電容ClO的另一端接在第二電感L2的兩端，第十四電容C9的另一端接第十六電容Cll的一端，同時(shí)通過第三電感L3接地，第十六電容Cll的另一端接第四電感L4和第十九電容C14的一端，同時(shí)通過第十七電容C12接地，第十九電容C14的另一端接天線E1，同時(shí)通過第二十電容C15接地，第四電感L4的另一端接第十五電容ClO的另一端，同時(shí)通過第十八電容C13接地。芯片CC2530的接收器是基于低，中頻結(jié)構(gòu)之上的，從天線接收的RF信號(hào)經(jīng)低噪聲放大并經(jīng)下變頻變?yōu)?MHz的中頻信號(hào)。中頻信號(hào)經(jīng)濾波、放大，在通過A/D轉(zhuǎn)換器變?yōu)閿?shù)字信號(hào)。自動(dòng)增益控制，信道過濾，解調(diào)在數(shù)字域完成以獲得高精確度及空間利用率。集成的模擬通道濾波器可以使工作在2. 4GHz波段的不同系統(tǒng)良好的共存。如圖1所示外圍接口模塊包括第一接口 P3，第二接口 P2，第三接口 P1。第一連接器P3的7、9號(hào)引腳接第一電感Ll的另一端向第一芯片Ul提供電源，第一連接器P3的15號(hào)引腳接第一芯片Ul的12號(hào)引腳，第一連接器P3的17號(hào)引腳接第一芯片Ul的9號(hào)引腳，第一連接器P3的19號(hào)引腳接第一芯片Ul的36號(hào)引腳，第一連接器 P3的18號(hào)引腳接第一芯片Ul的15號(hào)引腳，第一連接器P3的其余引腳懸空；第二連接器 P2的1、19號(hào)引腳接地，第二連接器P2的2、8號(hào)引腳懸空，第二連接器P2的3號(hào)引腳接第一芯片Ul的16號(hào)引腳，第二連接器P2的5號(hào)引腳接第一芯片Ul的19號(hào)引腳，第二連接器P2的7號(hào)引腳接第一芯片Ul的18號(hào)引腳，第二連接器P2的9號(hào)引腳接第一芯片Ul的 17號(hào)引腳，第二連接器P2的11號(hào)引腳接第一芯片Ul的37號(hào)引腳，第二連接器P2的13號(hào)引腳接第一芯片Ul的9號(hào)引腳，第二連接器P2的15號(hào)引腳接第一芯片Ul的14號(hào)引腳， 第二連接器P2的17號(hào)引腳接第一芯片Ul的13號(hào)引腳，第二連接器P2的4號(hào)引腳接第一芯片Ul的8號(hào)引腳，第二連接器P2的6號(hào)引腳接第一芯片Ul的11號(hào)引腳，第二連接器P2 的10號(hào)引腳接第一芯片Ul的35號(hào)引腳，第二連接器P2的12號(hào)引腳接第一芯片Ul的34 號(hào)引腳，第二連接器P2的14號(hào)引腳接第一芯片Ul的7號(hào)引腳，第二連接器P2的16號(hào)引腳接第一芯片Ul的6號(hào)引腳，第二連接器P2的18號(hào)引腳接第一芯片Ul的5號(hào)引腳，第二連接器P2的20號(hào)引腳接第一芯片Ul的38號(hào)引腳；第三連接器Pl的2號(hào)引腳接第一芯片 Ul的16號(hào)引腳，第三連接器Pl的1號(hào)引腳接第一芯片Ul的15號(hào)引腳； 本實(shí)用新型的射頻模塊通過外圍接口與主板相連組成網(wǎng)關(guān)或與電源板相連組成定位節(jié)點(diǎn)。該電路的具體工作過程電源輸入端VDD輸入3. 3V電壓，經(jīng)穩(wěn)壓濾波后給射頻芯片CC2530供電；晶振Y1、Y2分別為射頻芯片提供32MHz工作時(shí)鐘和12MHz的休眠時(shí)鐘， 射頻的輸入輸出端口是獨(dú)立的，他們分別兩個(gè)普通的PIN腳RF_P和RF_N，RF_P和RF_N分別為正RF負(fù)RF信號(hào)輸入接口。CC2530不需要外部傳送、接收開關(guān)，其開關(guān)已集成在芯片內(nèi)部；在發(fā)射模式下，數(shù)據(jù)可以通過外圍接口模塊輸入，位映射和調(diào)制是根據(jù)IEEE 802. 15. 4 的規(guī)范來完成的，調(diào)制和擴(kuò)頻通過數(shù)字方式完成，被調(diào)制的基帶信號(hào)經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換器再由單邊帶調(diào)制器進(jìn)行低通濾波和直接上變頻變?yōu)樯漕l信號(hào)，經(jīng)由天線El發(fā)送；接收模式下， 信號(hào)由天線El接收經(jīng)過濾波穩(wěn)壓后輸入給射頻芯片，通過外圍引腳與主板或電源基板通無線定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括網(wǎng)關(guān)、參考節(jié)點(diǎn)和定位節(jié)點(diǎn)。網(wǎng)關(guān)的作用是用來建立網(wǎng)絡(luò)，配置參考節(jié)點(diǎn)信息，接收定位節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，并通過它為橋梁連接計(jì)算機(jī)，和計(jì)算機(jī)通過串口線連接通訊。一個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò)中只允許有一個(gè)網(wǎng)關(guān)。 網(wǎng)關(guān)由一個(gè)CC2430模塊和一塊底板組成，參考節(jié)點(diǎn)是一個(gè)固定位置的參考點(diǎn)，為定位點(diǎn)通過一個(gè)參考位置和信號(hào)強(qiáng)度值， 在定位系統(tǒng)中，直接連接在電池板上，通電便可以使用。參考節(jié)點(diǎn)使用的芯片是CC2530定位節(jié)點(diǎn)，通過獲取參考節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，利用自身的定位算法來計(jì)算自己的位置。在定位系統(tǒng)中，和參考點(diǎn)相同，直接連接在電池板上，通電便可以使用。定位節(jié)點(diǎn)使用的芯片為 CC2531。
權(quán)利要求1.基于CC2530的無線射頻模塊，包括CC2530外圍電路模塊，射頻模塊、外圍接口模塊， 其特征在于所述的CC2530外圍電路模塊包括第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第四電容 C4、第五電容C5、第六電容C6、第七電容C7、第八電容C8、第九電容C16、第十電容C17、第十一電容C18、第十二電容C19、第十三電容C20、第一電阻R1、第一晶振Y1、第二晶振Y2、第一芯片Ul和第一連接器P3 ；第一芯片Ul的10、39、21、24、27、28、29、31號(hào)引腳為數(shù)字電源輸入引腳接第一電感Ll 的一端，第一芯片Ul的10、39、21、24、31號(hào)引腳分別通過第二電容C2，第一電容Cl，第三電容C3，第四電容C4和第七電容C7接地，第一芯片Ul的27、28、29同時(shí)通過第五電容C5、 第六電容C6并聯(lián)接地，第一電感Ll的一端通過第八電容C8接地，第一電感的另一端連接第一連接器P3的7、9號(hào)引腳，第一芯片Ul的1、2、3、4、41號(hào)引腳接地；第一芯片Ul的32、 33號(hào)引腳分別接第二晶振Y2兩端，同時(shí)第一芯片Ul的32、33號(hào)引腳又分別通過第九電容 C16，第十電容C17接地，第一芯片Ul的22、23號(hào)引腳分別接第一晶振Y1，同時(shí)第一芯片Ul 的22、23號(hào)引腳又分別通過第十二電容C19、第十一電容C18接地，第一芯片Ul的40號(hào)引腳通過第十三電容C20接地，第一芯片Ul的30號(hào)引腳通過第一電阻Rl接地，所述的第一芯片Ul型號(hào)為CC2530 ；所述的射頻模塊包括第十四電容C9、第十五電容C10、第十六電容C11、第十七電容 C12、第十八電容C13、第十九電容C14、第二十電容C15、第一天線E1、第二電感L2、第三電感 L3和第四電感L4 ；第一芯片Ul的25、26號(hào)引腳分別接第十四電容C9、第十五電容ClO的一端，第十四電容C9、第十五電容ClO的另一端接在第二電感L2的兩端，第十四電容C9的另一端接第十六電容Cll的一端，同時(shí)通過第三電感L3接地，第十六電容Cll的另一端接第四電感L4和第十九電容C14的一端，同時(shí)通過第十七電容C12接地，第十九電容C14的另一端接天線E1， 同時(shí)通過第二十電容C15接地，第四電感L4的另一端接第十五電容ClO的另一端，同時(shí)通過第十八電容C13接地；所述的外圍接口模塊包括第一接口 P3，第二接口 P2和第三接口 Pl ； 第一連接器P3的7、9號(hào)引腳接第一電感Ll的另一端向第一芯片Ul提供電源，第一連接器P3的15號(hào)引腳接第一芯片Ul的12號(hào)引腳，第一連接器P3的17號(hào)引腳接第一芯片 Ul的9號(hào)引腳，第一連接器P3的19號(hào)引腳接第一芯片Ul的36號(hào)引腳，第一連接器P3的 18號(hào)引腳接第一芯片Ul的15號(hào)引腳，第一連接器P3的其余引腳懸空；第二連接器P2的 1、19號(hào)引腳接地，第二連接器P2的2、8號(hào)引腳懸空，第二連接器P2的3號(hào)引腳接第一芯片 Ul的16號(hào)引腳，第二連接器P2的5號(hào)引腳接第一芯片Ul的19號(hào)引腳，第二連接器P2的 7號(hào)引腳接第一芯片Ul的18號(hào)引腳，第二連接器P2的9號(hào)引腳接第一芯片Ul的17號(hào)引腳，第二連接器P2的11號(hào)引腳接第一芯片Ul的37號(hào)引腳，第二連接器P2的13號(hào)引腳接第一芯片Ul的9號(hào)引腳，第二連接器P2的15號(hào)引腳接第一芯片Ul的14號(hào)引腳，第二連接器P2的17號(hào)引腳接第一芯片Ul的13號(hào)引腳，第二連接器P2的4號(hào)引腳接第一芯片Ul 的8號(hào)引腳，第二連接器P2的6號(hào)引腳接第一芯片Ul的11號(hào)引腳，第二連接器P2的10 號(hào)引腳接第一芯片Ul的35號(hào)引腳，第二連接器P2的12號(hào)引腳接第一芯片Ul的34號(hào)引腳，第二連接器P2的14號(hào)引腳接第一芯片Ul的7號(hào)引腳，第二連接器P2的16號(hào)引腳接第一芯片Ul的6號(hào)引腳，第二連接器P2的18號(hào)引腳接第一芯片Ul的5號(hào)引腳，第二連接器P2的20號(hào)引腳接第一芯片Ul的38號(hào)引腳；第三連接器Pl的2號(hào)引腳接第一芯片Ul 的16號(hào)引腳，第三連接器Pl的1號(hào)引腳接第一芯片Ul的15號(hào)引腳。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于CC2530的無線射頻模塊。本實(shí)用新型包括CC2530外圍電路模塊，射頻模塊、外圍接口模塊。CC2530外圍電路模塊包括第一電容C1，第二電容C2，第三電容C3，第四電容C4，第五電容C5，第六電容C6，第七電容C7，第八電容C8，第九電容C16，第十電容C17，第十一電容C18，第十二電容C19，第十三電容C20，第一電阻R1，第一晶振Y1、第二晶振Y2，第一芯片U1CC2530，第一連接器P3。本實(shí)用新型組網(wǎng)方便，響應(yīng)時(shí)間，通信范圍廣、兼容性強(qiáng)。
文檔編號(hào)H04B1/40GK202127395SQ20112026118
公開日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2011年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月22日
發(fā)明者段翠翠, 王建中, 王瑞榮, 薛安克, 韓雪原 申請(qǐng)人:杭州電子科技大學(xué)