轻松弄懂无线收发模块(一)，24g无线收发模块原理+作用

无线收发模块是当今无法缺少的电子模块之一，缺乏无线收发模块，生活将失去诸多乐趣，如WiFi。为增进大家对无线收发模块的了解，本文将介绍2.4g无线收发模块的原理与作用。如果你对无线收发模块知识存在一定兴趣，不妨继续往下阅读哦。

一、无线收发模块简介

目前，无线发射接收模块均已进行封装设计(集成了单片机控制和无线编码)跟单片机直接通过异步串行口连接就可以，现在市面上的无线收发模块，其无线工作方式由模块内部的单片机控制，与用户单片机的连接一般就只有电源和收、发等几根线。

无线发射模块和接收模块必需配对使用，且工作频率要完全一样，接收模块一定要根据发射局部的编码格式来配解码IC，无线收发模块都是传输数据的一个通道，接收模块接收到发射信号后通过DA TA 脚传给解码IC，让其工作。

2.4G是一种无线技术，由于其频段处于2.400GHz~2.4835GHz之间，简称2.4G无线技术。基于2.4G无线技术封装的高度集成芯片组我们称之为2.4G无线模块，而2.4g无线收发模块是无数2.4G无线模块中的一种，广泛应用于无线遥控、无线耳机、无人机、无线键盘、无线监控、非接触RF智能卡、小型无线数据终端、安全防火系统、无线遥控系统、生物信号采集、水文气象监控等行业和商品中。

二、2.4g无线收发模块原理是什么?

那2.4G无线收发模块的工作原理是怎样的呢?无线传输的目的在于解放自己，用无线技术取代有线连接。怎么取代?简单来说2.4G无线传输通过接受模块接受音源处理发射电磁波，接受模块接受被发射模块辐射到空中的电磁波，在通过数模转换传给喇叭。

麦克风无线收发模块结构功能图

ADC/DAC：模数转换器/数模转换器

MCU： 单片微型计算机(相当电脑CPU)

FLASH：存储芯片(相当于电脑硬盘)

SDRAM：同步动态随机存储器(相当电脑内存)

RF：无线射频

PA：功率放大器

如上图所示，发射模块采集到声源经过模数转换将模拟信号转为数字信号，在经过MCU代码运行处理即中央处理器之后(MCU可将转换器，电源，USB，内存等周边接口整合在一个芯片上)通过RF射频，把数字信号辐射到空中形成电气波。为了获得更远的传输距离可以通过PA放大电电磁波信号，最后通过天线发射出去。接收模块天线接到发射模块发射出来的电磁波，通过PA放大信号在经过RF转换为数字信号，同样通过MCU处理最后通过数模转换成模拟信号通过喇叭将声音传送出去。一个完整的无线传输原理大概就是这样。当然，不管是发射模块还是接收模块都要电源驱动，就收模块音源可用3.5Lline in接口或内置咪头。

2.4g无线收发模块

三、2.4g无线收发模块作用是什么

无线发射接收模块作用1：

用于组建星型拓扑结构的无线通讯网络。并且必需是多点的星型拓扑结构，某些非凡场所需要无线通讯。一方面这种发射和接收模块的价格低廉，构成星型拓扑结构的费用相对较低;另一方面这种发射和接收模块可采用模块化设计，体积小、使用方便、易于集成。对于通讯速度要求不太高、距离较近的无线网络来说，这种发射和接收模块十分实用。

无线发射接收模块作用2：

用于无线多通道(并行)控制。如复杂的遥控机器人等，某些场所需要多通道(并行)控制。一种方法是用接收模块直接和解码器相连，然后再和继电器等电子元器件相连，驱动后续的被控对象;另一种方法是用接收模块和单片机相连，经过数据的处置后，再用单片机连接继电器等电子元器件，驱动后续的被控对象。通常一对发射和接收模块最多可以实现六路并行的无线控制，假如要求的通道数大于六路，可以采用多对发射和接收模块，同时工作来满足实际的需要。

无线发射接收模块作用3：

用于通用串口(RS232无线数据传输。通常有很多控制仪器和设备采用串口，而与这些设备通讯必需满足串口要求。某些非凡场所，工业控制现场。必需使用无线传输方式时，可以很自然地选择本文所提到发射和接收模块。但在此必须说明的要采用此种通讯方式，必需先在发射端和接收端分别编制相应的软件实现文件格式的转换，才能达到无线通讯的目的，假如通讯系统是全双工的，则可以采用两对射和接收模块，同时工作来实现。

一个小小的模块竟然隐藏着125个通讯通道

2.4G是一种无线技术，由于其频段处于2.400GHz~2.525GHz之间，简称2.4G无线技术。基于2.4G无线技术封装的高度集成芯片组我们称之为2.4G无线模块，而2.4g无线收发模块是无数2.4G无线模块中的一种，广泛应用于无线遥控、无线耳机、无人机、无线键盘、无线监控、非接触RF智能卡、小型无线数据终端、安全防火系统、无线遥控系统、生物信号采集、水文气象监控等行业和商品中。2.4G和433M是国内免许可证的ISM（工业，科学，医学）开放频段，不需要从本地管理部门申请授权。

现在很多商用的2.4G无线发射接收模块都已经进行了封装设计（集成了单片机控制和无线编码）跟单片机直接通过异步串行口连接就可以，现在市面上的无线收发模块，其无线工作方式由模块内部的单片机控制，与用户单片机的连接一般就只有电源和收、发等几根线。无线发射模块和接收模块必须配对使用，且工作频率要完全一样，接收模块一定要根据发射局部的编码格式来配解码IC，无线收发模块都是传输数据的一个通道，接收模块接收到发射信号后通过DA TA 脚传给解码IC，让其工作。2.4G无线发射接收模块一般支持一对多，多对一，一对一等各种各种模式。通讯传输距离无遮挡情况下一般在

今天我来推荐一款2.4G无线发射接收模块—nRF24L01。nRF24L01是由NORDIC生产的工作在2.4GHz~2.5GHz的ISM 频段的单片无线收发器芯片。无线收发器包括：频率发生器、增强型"SchockBurst"模式控制器、功率放大器、晶体振荡器、调制器和解调器。输出功率频道选择和协议的设置可以通过SPI 接口进行设置。几乎可以连接到各种单片机芯片，并完成无线数据传送工作。

nRF24L01具有以下优点：

1. 灵敏度高

2. 兼容性好

nRF24L01 可以兼容nRF2401A、nRF24L01+、nRF24LE1、nRF24LU1等无线模块。

3. 变态的功耗

极低的电流消耗：当工作在发射模式下发射功率为0dBm 时电流消耗为11.3mA ，接收模式时为12.3mA，掉电模式和待机模式下电流消耗更低。

4. 性价比好

基于nRF24L01的无线串口（USB），每个35元人民币，价格还是比较亲民的。

nRF24L01模块使用方便，只需要下载一个串口调试助手之类的软件就可以相互之间发送消息，以下是nRF24L01主要的设置命令，信道范围：2.400GHz~2.525GHz，约125个通道可用，但是收发模块之间的地址和频率一定配对使用才能成功。

设置串口通信波特率，发送： ASCII 码【AT+BAUD=n】（ n 为 1,2,3,4,5,6,7 分别对应

4800,9600,14400,19200,38400,57600,115200 的波特率）

发送命令：AT?是查询当前无线模块的系统参数。

第一号：

设置本机地址命令：AT+RXA=0xAA,0xBB,0xCC,0xDD,0xEE

地址设置成功!!

本机接收地址：0xAA,0xBB,0xCC,0xDD,0xEE地址设置成功!!

设置目标机地址命令：AT+TXA=0x11,0x22,0x33,0x44,0x55

目标地址：0x11,0x22,0x33,0x44,0x55

第二号：

设置本机地址命令：0x11,0x22,0x33,0x44,0x55

地址设置成功!!

本机接收地址：0x11,0x22,0x33,0x44,0x55地址设置成功!!

设置目标机地址命令：AT+TXA=0xAA,0xBB,0xCC,0xDD,0xEE

目标地址：0xAA,0xBB,0xCC,0xDD,0xEE

无线通讯信道设置 ，范围：2.400GHz~2.525GHz(出厂默认 2.400GHz)

AT+FREQ=2.424G

无线通信传输速率 ，可选速率：250Kbps，1Mbps，2Mbps (出厂默认 2Mbps)

传输速率设置命令： 发送 ASCII 码【AT+RATE=n】（ n 为 1,2,3 分别对应250Kbps ,1Mbps,2Mbps 的传输速率）

程序例子：

以下是软件源代码：

using System;

using System.Collections.Generic;

using System.ComponentModel;

using System.Data;

using System.Drawing;

using System.Linq;

using System.Text;

using System.Windows.Forms;

namespace WindowsForms

{

public partial class MainForm : Form

{

private delegate void ReadDataFromSerial();

private string Serialdata;

private long Receivenum = 0;

private long Sendnum = 0;

public MainForm()

{

InitializeComponent();

try

{

string[] Portlist = System.IO.Ports.SerialPort.GetPortNames();

for (int i = 0; i < Portlist.Length; i++)

{

cmbPortName.Items.Add(Portlist[i]);

}

cmbBaudrate.SelectedIndex = 0;

cmbPortName.SelectedIndex = 0;

txtNumberReceive.Text = Receivenum.ToString();

txtNumberSend.Text = Sendnum.ToString();

}

catch

{

MessageBox.Show("初始化检查失败，请检查串口的连接使用情况！\n程序将自动退出！","串口初始化",MessageBoxButtons.OK,MessageBoxIcon.Warning);

this.Close();

Application.Exit();

}

}

private void btnOpen_Click(object sender, EventArgs e)

{

if (btnOpen.Text == "打 开 串 口")

{

if (serialPort1.IsOpen == true)

{

serialPort1.Close();

}

serialPort1.BaudRate = Convert.ToInt32(cmbBaudrate.Text);

serialPort1.PortName = cmbPortName.Text;

serialPort1.Open();

btnOpen.Text = "关 闭 串 口";

//btnOpen.BackColor = Color.Green;

btnOpen.ForeColor = Color.Red;

}

else

{

if (serialPort1.IsOpen == true)

{

serialPort1.Close();

}

btnOpen.Text = "打 开 串 口";

//btnOpen.BackColor = Color.LightGray;

btnOpen.ForeColor = Color.Black;

}

}

private void MainForm_Load(object sender, EventArgs e)

{

// serialPort1.Encoding = System.Text.Encoding.GetEncoding("UTF-8");

serialPort1.Encoding = System.Text.Encoding.GetEncoding("GB2312");

}

private void MainForm_FormClosing(object sender, FormClosingEventArgs e)

{

if (serialPort1.IsOpen == true)

serialPort1.Close();

}

private void btnSendData_Click(object sender, EventArgs e)

{

//串口以16进制发送数据

if(chkHexTransmitte.Checked==true)

{

string str = txtDataSend.Text.Replace(" ","");

int len = str.Length / 2;

byte[] ret = new byte[len];

for(int i=0;i<len;i++)

ret[i]=(byte)(Convert.ToInt32(str.Substring(i*2,2),16));

serialPort1.Write(ret,0,ret.Length);

}

//串口以字符串发送数据

else

{

serialPort1.Write(txtDataSend.Text);

Sendnum += txtDataSend.Text.Length;

txtNumberSend.Text = Sendnum.ToString();

}

}

void DataShowMthod1()//以字符串形式读取数据

{

//收据接收显示加上回车

if(chkNewLine.Checked==true)

{

if (txtDataReceive.Text != "")

txtDataReceive.Text += "\r\n";

this.txtDataReceive.Text +=Serialdata;

}

//数据接收直接显示

else

{

this.txtDataReceive.Text += Serialdata;

}

Receivenum += Serialdata.Length;

txtNumberReceive.Text = Receivenum.ToString();

}

void DataShowMethod2()//以16进制形式读取数据

{

if (chkNewLine.Checked==true)

{

if (txtDataReceive.Text != "")

txtDataReceive.Text += "\r\n";

string str="";

byte[] bt = System.Text.Encoding.Default.GetBytes(Serialdata);

for (int i = 0; i < bt.Length; i++)

str += bt[i].ToString("X2");

this.txtDataReceive.Text += str;

}

else

{

string str = "";

byte[] bt = System.Text.Encoding.Default.GetBytes(Serialdata);

for (int i = 0; i < bt.Length; i++)

str += bt[i].ToString("X2");

this.txtDataReceive.Text += str;

}

Receivenum += Serialdata.Length;

txtNumberReceive.Text = Receivenum.ToString();

}

//串口接收到数据

private void serialPort1_DataReceived(object sender, System.IO.Ports.SerialDataReceivedEventArgs e)

{

//接收到的是16进制数据

if (chkHexReceive.Checked)

{

ReadDataFromSerial Rdfs_hex = new ReadDataFromSerial(DataShowMethod2);

Serialdata = serialPort1.ReadExisting();

Invoke(Rdfs_hex);

}

//接收到的是字符串

else

{

ReadDataFromSerial Rdfs_str = new ReadDataFromSerial(DataShowMthod1);

Serialdata = serialPort1.ReadExisting();

Invoke(Rdfs_str);

}

}

//复位对发送和接收字节的统计数据

private void btnNumberReset_Click(object sender, EventArgs e)

{

Sendnum = 0;

txtNumberSend.Text = Sendnum.ToString();

Receivenum = 0;

txtNumberReceive.Text = Receivenum.ToString();

}

//清除发送的数据

private void btnClearTransmitte_Click(object sender, EventArgs e)

{

txtDataReceive.Text = "";

}

//清除接收到的数据

private void btnReceiveClear_Click(object sender, EventArgs e)

{

txtDataReceive.Text = "";

}

}

}

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