楼宇设备测控系统的无线数据采集与传输模块设计

4．3 PCB设计

良好的PCB布局是保证获得好的射频性能的基础，一个完全经过验证的nRF24LEl和nRF24LUl+及其周围元件包括匹配网络的布局可以在WWW．nordicsemi．no下载获得。PCB设计至少需要双层板，需要专门的接地层以获得最佳性能。nRF24LEl和nRF24LUl+的直流供电必须尽可能靠近VDD引脚放置，并用高频电容进行耦合，电容值和PCB布局参见相关器件数据手册。

nRF24LEl和nRF24LUl+的供电电源必须经过良好的滤波，并且电源走线与任何数字电路供电分开。应该避免PCB上有长电源走线，所有的器件地，VDD连接和VDD旁路电容应尽可能靠近nRF24LEl和nRF24LUl+放置，VSS引脚应直接连接至大面积的敷铜地，或者通过过孔连接到接地层，即过孔尽可能靠近所连接的VSS焊盘，每个VSS引脚应确保至少有1个过孔连接。

满幅数据或控制信号不能与晶体或供电电源走线距离太近。器件底部的金属片连接到其基底地，推荐PCB设计时将其悬空。

5 系统程序设计

系统软件开发可以在Nordic公司提供的nRFgo嵌入式仿真开发平台上进行。nRFgo嵌入式仿真开发平台可以提供功能演示、*估开发、实时仿真、芯片烧录等多项功能，并可以与Keil开发环境无缝链接。

5．1 增强型Sllock Burst模式的PTX

系统工作在增强型Shock Burst模式的PTX程序流程如图4所示。通过设置RFCON寄存器中的rfce位为高，激活PTX模式。如果当前在TX FI-FO有数据，射频收／发进入发射模式并发送数据包。如果自动重发使能，状态机将检查是否NO_ACK标志已经置位，如果没有置位，射频收／发部分将进入接收模式接收ACK包。如果收到的是空ACK包，将只有TX_DS TRQ中断被设置。如果ACK包包含载荷，TX_DS IRQ和RX_DR_IRQ2个中断均在射频收／发返回待机模式I前被同时设置。

如果在接收超时前没有收到ACK包，射频收／发将进入待机模式Ⅱ，并将一直停留在待机模式Ⅱ直到ARD到来。如果还未达到ARC所定义的重发次数，射频收／发部分将进入发射模式再次重发上一个包。当执行自动重发功能时，最大重发次数由ARC定义。当达到最大重发次数时，射频收／发部分设置MAX_RT IRQ中断并返回待机模式I。如果RFCON寄存器中为高而TX FIF0为空，射频收／发部分进入待机模式Ⅱ。

5．2 增强型Shock Burst模式的PRX

系统工作在增强型Shock Burst模式的PRX程序流程如图5所示。

通过设置RFCON寄存器中的rfee位为高激活PRX模式。射频收／发部分进入接收模式并搜索有效数据包。如果收到数据包并且自动应答已经使能，射频收／发部分将确定是否为新的数据包：如果是新的数据包，数据载荷将移入RXFIFO并且RX_DR IRQ中断将被置位；如果收到的带载荷的应答包TX_DS IRQ中断将指示PTX收到一个带载荷的应答包；如果NO_ACK标志在接收到的应答包中没有被置位，PRX进入发射模式：如果TX FIFO中有一个挂起的载荷，将被附在应答包中发送出去。ACK应答包发送完成后，射频收／发返回接收模式；如果应答包丢失，将会再次收到上一个包，PRX将丢弃此包并在返回接收模式前发送一个应答包。

6 结束语

所设计的无线楼宇设备测控系统采用nRF24LEl无线数据采集模块和nRF24LUl+无线USB模块，具有低功耗、处理速度快、使用安装灵活、传输速度快、可靠性高、安装费用低廉等优点，试验证明该测控系统能够满足智能化楼宇测量与控制需要。