無線收發機的案例
干貨｜電子競賽題目分析——2021年E題《數字-模擬信號混合傳輸收發機》
一、任務
設計并制作在同一信道進行數字-模擬信號混合傳輸的無線收發機。其中，數字信號由4 個0~9 的一組數字構成；模擬信號為語音信號，頻率范圍為100Hz~5kHz。采用無線傳輸，載波頻率范圍為20~30MHz，信道帶寬不大于25kHz，收發設備間最短的傳輸距離不小于100cm。
收發機的發送端完成數字信號和模擬信號合路處理，在同一信道調制發送。
收發機的接收端完成接收解調，分離出數字信號和模擬信號，數字信號用數碼管顯示，模擬信號用示波器觀測。
二、要求
1. 基本要求
（1） 實現模擬信號傳輸。模擬信號為100Hz~5kHz的語音信號，要求接收端解調后的模擬信號波形無明顯失真。在只有模擬信號傳輸時，接收端的數碼顯示處于熄滅狀態。
（2） 實現數字信號傳輸。首先鍵入4個0~9的一組數字，在發送端進行存儲并顯示，然后按下發送鍵對數字信號連續循環傳輸。在接收端解調出數字信號，并通過4個數碼管顯示。要求開始發送到數碼管顯示的響應時間不大于2秒。當發送端按下停止鍵，結束數字信號傳輸，同時在發送端清除已傳數字的顯示，等待鍵入新的數字。
（3）實現數字-模擬信號的混合傳輸。任意鍵入一組數字，與模擬信號混合調制后進行傳輸。要求接收端能正確解調數字信號和模擬信號，數字顯示正確，模擬信號波形無明顯失真。
（4） 收發機的信道帶寬不大于25kHz，載波頻率范圍為20~30MHz。要求收發機可在不少于3 個載波頻率中選擇設置，具體的載波頻率自行確定。
2.
展開 遠距離遙控玩具中的8通道無線收發芯片
遠距離遙控器里面有一塊無線芯片，操作者按下的按鍵會被翻譯成不同的代碼，然后通過無線電發射出去。玩具上面有接收模塊和一塊解碼芯片，接收模塊接收到無線電信號后轉換成不同的編碼，由解碼芯片負責翻譯成不同操作指令，然后經過放大電路放大后驅動不同的機構執行相應的動作。
遙控玩具的原理一般就是用8通道的無線收發芯片，比如無線芯片RF298。RF298是一款用以解碼的芯片，編碼芯片RF298發出的編碼信號由：地址碼、數據碼、同步碼組成一個完整的碼字，解碼芯片RF298接收到信號后，其地址碼經過兩次比較核對后，VT腳才輸出高電平，與此同時相應的數據腳也輸出高電平，如果發送端一直按住按鍵，編碼芯片也會連續發射。
無線收發芯片一般采用射頻(RF)技術實現具有收發性能優良，周邊電路簡單，省電，可靠性高的優點；內含無線收發模塊和微處理器模塊；目前許多應用領域都采用無線的方式進行數據傳輸，但由于無線收發芯片的種類和數量比較多，無線收發芯片的選擇在設計中尤為重要。
由工采網代理提供的RF298是一款低成本高集成度的2.4GHz的遠距離無線收發芯片；其片上集成發射機，接收機，頻率綜合器，GFSK調制解調器；發射機支持功率可調，接收機采用數字擴展通信機制，在復雜環境和強干擾條件下，可以達到優良的收發性能。
RF298收發芯片只需要2個電容和一顆晶振即可以組成一個無線數據收發系統；工作在2.400~2.483GHz世界通用ISM頻段;-0.3～3.6V供電電壓范圍；傳輸GFSK信號，市面上標準發射功率為8dBm，而RF298發射功率可達10dBm,空曠地段傳輸可達200米以上。
RF298基于包通信，芯片內部基帶處理單元可完成如數據組幀、校驗、地址判斷、數碼去噪白化、數據重傳和ACK響應等基帶協議處理，無需外部MCU干預。
展開 2.4G無線收發SOC芯片開發翻頁筆，芯嶺技術資料全部開源
2.4G 翻頁筆是一款通過2.4GHz 無線技術實現遠距離控制的演示工具，搭配微型 USB 接收器即可即插即用，無需配對，支持 PPT 上下翻頁、黑屏、激光指示等功能，傳輸穩定、抗干擾強，操作簡單便攜，廣泛用于會議、教學、演講等場景。
2.4G翻頁筆由一個 RF 射頻遙控器與一個無線接收器（USB 接口）組成。RF 射頻遙控器內嵌有無線 RF 射頻發射器，在使用時只需要將接收器插入電腦主機的 USB 接口，無需安裝驅動即可正常工作。使用者只需點擊 RF 射頻遙控器的相關功能鍵便可操縱接收器，并且發射器不用對準接收器，真正體現無線自由。
本翻頁筆無線控制方案基于深圳市芯嶺技術有限公司 XL2417D與 XL2417U 兩款高性能、低功耗 2.4G 射頻系統級芯片（SoC）搭建，采用XL2417D 作為發射端集成于翻頁筆手持端，XL2417U 作為接收端適配電腦、平板等終端設備，核心通過 2.4G 無線通信完成翻頁、激光指示等控制指令的高速穩定，傳輸傳輸距離約 200 米，接收端則依托 XL2417U 原生集成的 USB 2.0 全速協議，直接實現與終端的指令對接及執行，整體方案兼具硬件設計簡潔、功耗低、抗干擾性強、適配性廣的特點，完全滿足辦公、教學等場景下翻頁筆的無線控制需求。
深圳市芯嶺技術有限公司是一家專注于短距離無線通訊，芯片應用解決方案商，從事芯片研發、封測，代理、技術服務、銷售，為眾多企業提供物聯網應用芯片，技術支持，解決方案服務。
展開 PAN107x是一款集成了Bluetooth LE 5.3和2.4GHz雙模無線收發電路的SOC芯片
PAN107x是一款集成了Bluetooth LE 5.3和2.4GHz雙模無線收發電路的SOC芯片。該無線收發電路工作于2.400–2.483GHz世界通用ISM頻段。
PAN107X系列中2.4G專屬協議兼容nRF24L01P,CC2500部分（不開）通信協議
PAN107x內置512KB程序存儲器和48KB的SRAM存儲器。此外，它配置了豐富的外設，涵蓋高達21個GPIO、8路PWM、1個32位定時器、2個24位定時器、1路I2C、2路UART、2路SPI、7通道ADC、WDT、WWDT、USB2.0（全速）、32K RC自動校準等。
PAN107x適用于高精度室內定位(AoA)、無線鼠鍵、LED燈控以及電子貨架標簽等應用領域。
主要特性：
1. 32位MCU（M0），最高主頻48MHz
2. Flash：內置512KB，支持深度睡眠模式
3. SRAM：48KB
4. eFuse：128B
5. 低功耗
- 接收模式：2.5mA@1Mbps（DCDC）
- 發射模式：5.06 mA@0dBm（DCDC）
- 待機模式：0.28uA
- 待機模式（SRAM保留）：1.88uA（支持GPIO / XTL / RCL喚醒）
- 深度睡眠模式：3.37uA（All Logic Retention，GPIO、XTL、RCL可喚醒）
6. 時鐘
- 32MHz RC&XTAL
- 32.768KHz RC&XTAL
- DPLL（48MHz）
7.
展開 
芯嶺XL2400T:空曠環境下距離可達三百米2.4G單RF無線收發射頻芯片
XL2400T 系列芯片為單片無線收發芯片，工作于全球通用的 2.400~2.483GHz ISM 公用頻段。芯片內部高度集成射頻收發單元、頻率發生器、晶體振蕩器、調制解調器等核心功能模塊，具備一對多組網能力，同時支持帶應答確認的通信傳輸模式。
器件可靈活配置發射輸出功率、工作通信頻道與數據傳輸速率，適配多樣應用場景。
該芯片還內置多款外圍貼片阻容感元器件，外圍電路簡潔，整機產品能夠輕松通過 FCC 等各類合規認證。
主要特性：
功耗較低
發射模式（0dBm）工作電流6.97mA；接收模式工作電流 8.83mA；休眠電流
1.53uA。
節省外圍器件
支持外圍 4 個元器件，包括 1 顆晶振和 3 個貼片電容；
支持雙層或單層印制板設計，可以使用印制板微帶天線；
芯片自帶部分鏈路層的通信協議；配置少量的參數寄存器，使用方便。
性能優異
125K / 250K / 1M / 2M bps 模式的接收靈敏度為-96.5 / -95 / -92 / -90dBm；
發射輸出功率最大可達 13dBm；
抗干擾性好，接收濾波器的鄰道抑制度高，接收機選擇性好。容易過 FCC 等認
證。
三/四線 SPI 接口通信/I2C 接口通信
SPI 接口速率最高支持 4Mbps
支持最大數據長度為 128 字節（4 級 FIFO）
SOP8 封裝
深圳市芯嶺技術有限公司是一家專注于短距離無線通訊，芯片應用解決方案商，從事芯片研發、封測，代理、技術服務、銷售，為眾多企業提供物聯網應用芯片，技術支持，解決方案服務。
展開 推出其新一代高性能Sub-GHz射頻收發芯片UM2011A
推出其新一代高性能Sub-GHz射頻收發芯片UM2011A。這款芯片集超低功耗、遠距離通信與高集成度等核心優勢于一身，致力于為智能表計、工業監控、智能安防等廣泛物聯網應用場景提供高效且可靠的無線連接解決方案。
UM2011A 是一 款工 作于 200MHz~1050MHz 范圍內的低功耗、高性能、單片集成的(G)FSK/OOK 無線收發機芯片。內部集成完整的射頻接收機、射頻發射機、頻率綜合器、調制解調器，只需配備簡單、低成本的外圍器件就可以獲得良好的收發性能。支持多種數據包格式及編解碼方式，可以靈活滿足各種應用需求.
UM2011A采用全新設計，在通信性能與功耗控制上實現了雙重突破。其獨創“深度睡眠+智能喚醒”雙模超低功耗架構，賦能電池長期工作。芯片接收電流僅11mA，睡眠電流低至1.7μA，深度睡眠（全局關斷）電流僅為0.1μA，顯著優于同類競品。UM2011A支持空中喚醒（WOR）和超低功耗接收模式（SLP），適用于對功耗極度敏感的傳感網絡.
UM2011A支持（G）FSK和OOK兩種調制方式，數據率覆蓋0.5kbps至300kbps，具備優異的接收靈敏度，在433MHz頻段1.2kbps速率下可達-119dBm，顯著提升傳輸距離與鏈路穩定性。在1.8V~3.6V寬電壓和-40°C~105°C工業級溫度范圍內，UM2011A以11mA接收電流（433MHz）實現-112dBm @ 10kbps靈敏度，能效比（靈敏度/電流）較上一代提升20%。
為滿足全球化應用需求，UM2011A采用寬頻段設計，支持200MHz-1050MHz的超寬頻率范圍，全面覆蓋315MHz、433MHz、868MHz、915MHz等全球主流Sub-GHz頻段。
展開 射頻/微波/毫米波：雷達，收發機，天線，器件
咨詢，培訓，委托開發
OptiSystem與OptiSPICE的聯合使用：收發機電路的眼圖分析
OptiSystem與OptiSPICE的聯合使用：
收發機電路的眼圖分析
簡介
在OptiSystem仿真期間，OptiSPICE和OptiSystem之間可以交換數據。模擬結束后，可以使用OptiSystem可視化組件查看結果。
本案例演示在OptiSPICE搭建收發機電路，將電路導入到OptiSystem進行數據交換，最后評價眼圖。
一、在OptiSPICE中搭建收發機電路
OptiSPICE原理圖可以設計為使用元件Electrical Input – Vsource、Electrical Input - Isource或Optical Input接受來自OptiSystem的電數據和/或光學數據。放置在OptiSPICE中的元件probes用于將數據從OptiSPICE傳輸到OptiSystem。一旦OptiSPICE中的輸入和輸出被定義(ElecInput_V1和probes；參見圖1)，原理圖需要配置為聯合模擬運行。這可以通過點擊“OptiSystem > Configure Co-simulation”來完成（參見圖2）
圖1.OptiSPICE中設計收發機
圖2.配置OptiSPICE聯合模擬
二、在OptiSystem中導入收發機電路
在OptiSystem中，OptiSPICE Netlist組件可以在組件庫中的“Default/Optiwave Software Tools”下找到（參見圖3）。在OptiSPICE中配置了聯合仿真之后，需要將OptiSPICE NetList文件鏈接到OptiSPICE NetList組件（參見圖4）。
展開 光纖收發器和交換機之間有什么區別？如何選擇？
換句話說，網絡交換機是一種較為靈活的設備，可以輕松地將設備添加到網絡中以擴展網絡容量。此外，它還可以防止兩臺設備之間的流量妨礙您在同一網絡上的其他設備，使您輕松地控制網絡。
3. 光纖收發器和網絡交換機也可以在同一網絡中工作。例如，當網絡交換機只有電口，但卻需要傳輸超過100米的距離時，需要用光纖收發器將電信號傳輸為光信號來延長傳輸距離。下圖顯示了光纖收發器和網絡交換機在校園骨干網中的應用。
光纖收發器和交換機在校園骨干網中的應用
結論
光纖收發器與交換機的作用不同，但可以在以太網絡中協同工作。要記住的一件事是，光纖收發器主要用于銅到光纖的轉換以延長傳輸距離，而網絡交換機則用于將網絡設備連接在一起以進行數據共享和通信。
展開 利用UM0090收發一體式超聲波避障傳感器模組實現無人機高度精確測量
無人機是利用無線電遙控設備和自備的程序控制裝置操作的不載人飛機。在無人機飛出用戶視野范圍時，為了精準地控制無人機，需要準確地測量無人機飛行的高度、飛行速度、以及位置等信息。下面工采網小編和大家一起看看利用UM0090收發一體式超聲波避障傳感器模組實現無人機高度精確測量。
無人機飛出時需以一定頻率返回地面控制站,高度數據作為飛行的一個重要參數，是無人機安全有效飛行以及地面操作和指揮人員安全的重要保障?，F有的無人機飛行高度測量一般專門設置測高裝置，高度測量分為海拔高度測量和距地高度測量兩種類型。
海拔高度測量的是相對海平面的高度，一般用于高空飛行的無人機平臺，主要包括氣壓高度計和gps高度計。距地高度測量的是無人機平臺距離地球表面的相對高度，一般用于低空無人機平臺，主要包括超聲波、激光、毫米波雷達高度計。工采網提供的超聲波避障傳感器模組 - UM0090是一款基于收發一體式超聲波傳感器的測距模組。通過測量超聲波從發射到接收的飛行時間，該模組可以檢測到3米范圍內的物體，并通過UART 接口輸出距離信號。該產品具有靈敏度高、響應速度快的特點，同時具有較好的抗干擾性能和穩定性，廣泛應用于各類機器人、無人機和智能設備的避障系統。
超聲波避障傳感器模組UM0090參數：
展開 超越“無線”：詳解無人機無線充電技術如何重塑行業自動化圖景
在電力巡檢領域，部署在變電站內的無線充電樁，使得巡檢無人機能夠以“蜂巢”模式工作，定時起飛巡檢，自動回傳數據并充電，構建起一個全天候的自主電力巡線網絡。
這僅僅是開始。隨著無人機無線充電技術的不斷成熟和成本下降，一個由自主飛行器構成的、能夠自我維持能源的智能物聯網正在成為現實。魯渝能源正站在這一技術浪潮的前沿，通過扎實的工業級產品，將這一未來圖景逐步變為現實，為各行業的數字化轉型注入源源不斷的“無線”動力。
反無人機技術再突破？無線電協議破解可以“接管”無人機嗎？
此外，根據無線電通信技術特點，各無人機廠商還可以采用多天線技術、協作干擾技術和信道編碼技術等，對無線電物理層進行加密，使發送端到合法接收端信息量最大，利用無線信道的噪聲和隨機衰落特性等，讓所有破譯者獲取的信息盡可能少，從而使破解的難度大大增大。
(2)密文空間C：上述信息被加密之后的集合。各廠商對無人機通信信號進行加密，形成密文。由于信號發射器元器件存在非線性差異造成的，因為無人機信號發射器電子元器件存在制造容差和漂移容差。這使同一批次生產的無人機無線通信設備的硬件參數也會存在細微差異，也就是“無人機指紋”。這兒可以側面反映，市面無人機探測設備可以通過探測信號，分析提取無人機的信號特征。若需完全破解協議，要對獲取的密文進行破譯，找到密鑰。
(3)密鑰空間K：是指所有密鑰的集合。密碼保密的關鍵在于通信雙方事先已經約定好了密鑰。因此，能否切實有效地發揮出加密機制的作用，其關鍵在于密鑰的管理，例如密鑰的生成、密鑰的分發、密鑰的保管、密鑰的使用以及作廢等過程。從這筆者推斷，無人機通信信號的加密也遵循以上規律，各廠商根據自己的需求，對通信協議進行了加密，過程涉及密鑰的生成、密鑰的分發、密鑰的保管、密鑰的使用以及作廢等過程，有的加密密鑰和解密密鑰是相同的，有的加密密鑰和解密密鑰各不相同，這里最核心的是加密和解密函數。
(4)加密函數E：是指將明文轉換成為密文的算法，可以表示為C=E(K,M)。筆者查閱相關資料感到，目前加密非常復雜，就無人機用戶層加密涉及RC4、DES、AES、CRC等方式，若聯系物理層相關加密技術，破解難度將非常大。當然，不同的算法有各自的優缺點，理論上具有破解的可能。但在實際應用過程中，破解無人機操控協議難度是非常大的。比如DES加密，該算法是迄今為止最典型的對稱加密算法，在很多領域都有著廣泛的運用，是分組密碼的代表之一，算法是對稱密碼的一種。
展開 無線充電讓無人機翱翔長空
Vicor 48V PRM? 升降壓穩壓器集成在 WiBotic TR-110 無線充電站板載的 RF 發射器中，其可為機器人/無人機的機載接收器無線饋電。PRM 接收 AC-DC 電源的 48V 電壓，輸出電壓的控制不僅是動態的，而且還可根據需要在大約 20-55V 之間微調。
Vicor PRM 穩壓器 PRM48AF480T400A00
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展開 無線充電技術將提升無人機的工作效率
2021 年 7 月 1 日，在蒙大拿州米蘇拉市郊外的一片草地上，詹妮弗·福勒用氣象儀器盯著高空的兩架無人機——這是一項了解無人機如何幫助撲滅和監測野火的計劃的一部分。目前，帶有傳感器的無人機在一些高危場合被廣泛使用，它可以檢測有毒氣體或紅外攝像頭來測量火災溫度，也可以攜帶儀器來測量溫度、濕度、位置、風速和風向等數據。
不僅國外，2020年我國非消費型無人機占比為46%，隨著無人機在工業、農業、商業領域的應用增長，我國工業、商業級無人機占比將會持續提升。
值得關注的是隨著無人機被應用在越來越多的細分場景，電池供電和充電技術是關鍵，當一架無人機被頻繁使用后可以直觀的感受到充電頻率的增加。而在某些特定環境下，沒有時間或條件進行電池更換或有線充電時，操作人員就需要采取新的方式來讓無人機隨時待機，隨時進入工作狀態。
受到無人機特殊的結構制約，傳統的一代無線充電技術無法實現隔空充電，無人機無線化充電一直沒有得到應用。目前，斯普奧汀為無人機定制的5-8cm充電距離，可以讓接收端置于機身腹部，即便無人機離地面有一定距離，也可以實現隔空無線充電。
來源：斯普奧汀
展開 光伏板上的“永動機”：無線充電如何讓清掃機器人告別“下山充電”
不止光伏清掃，多場景靈活適配
這套300W無線充電系統不僅適用于光伏清掃機器人，同樣適配推料機、服務機器人等多種低速無人設備。
在畜牧養殖場，推料機需要定時將飼料推向料槽，作業路線固定、頻次高。無線充電發射器可嵌入推料路徑中，機器人在每次往返時自動補能，徹底告別“推著推著沒電了”的尷尬。
在商場、醫院、寫字樓等公共場所，服務機器人（如送餐機器人、迎賓機器人、消毒機器人）同樣面臨充電難題。無線充電系統可以嵌入機器人停靠點，機器人執行任務間隙自動回位補能，無需人工插拔，提升服務連續性和用戶體驗。
數據支撐：看得見的效率提升
從實際應用數據來看，引入無線充電后，光伏清掃機器人的有效作業時間可從60%-70%提升至90%以上。以一座100MW的光伏電站為例，清掃機器人每天可多清掃2-3小時，全年發電量損失減少5%-8%，對應數十萬元的經濟收益。
更重要的是，無線充電系統徹底消除了人工插拔充電線纜的安全隱患。運維人員無需攀爬光伏陣列，只需在監控室查看系統狀態，真正實現了“無人化”運維。
光伏板上的每一粒灰塵，都是發電量的損失。而清掃機器人的每一次充電，都是清掃效率的斷點。魯渝能源防水型300W無線充電系統，用磁共振技術打通了能源供給的最后一米，讓清掃機器人真正成為光伏板上的“永動機”。
無需人工干預，無懼風雨侵蝕，無感完成補能——當機器人不再需要“下山充電”，光伏電站的清潔效率才能真正實現全天候、全自動。這不僅是技術的進步，更是光伏運維邁向“無人化”時代的關鍵一步。
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