1. 研究目的与意义
随着步入数字化信息时代,为了方便人们生活,各种智能系统开始普及,而实验室学生验收实验成绩时较难管理。在此背景下,开发出此系统。实验室学生排号系统既方便了学生又方便了老师,通过此系统可以解决学生验收时老师记不清顺序的问题,避免学生之间应验收的先后次序不清楚而产生不必要的矛盾。此系统旨在在实验验收时,达到公平,公正的原则。
此系统采用无线传输精简了通信和供电线路的铺设,方便了系统的维护和发展,而且具有成本低、不需要布线、维护方便等优点,适用于实验室等空间不大的地方。极大地方便了老师的验收,缩短了验收时间,让同学们做实验室也变得方便起来。有利于间接的改善老师和同学之间的关系。
2. 课题关键问题和重难点
本课题的设计步骤是1、编码2、发送3、接收4、解码排序5、显示
问题及难点主要在无线收发和编码部分,因为无线传输部分采用nrf2401,nrf2401是单片射频收发芯片。nrf2401模块发射部分和接收部分的调试有着先后顺序,nrf2401的spi部分支持四种工作模式第一个问题就是要区别它们,因为它们的时钟和数据的时序都不同在设计时要特别注意,nrf2401是收发模块,集收发为一体,收发通过ce端控制,nrf2401是低电平无效,高电平有效,这与一般芯片正好相反。这也是很关键的问题,比较习惯犯的错误。同时,对单片机按键模块的编码也是一个关键部分。
在编写程序时最重要的就是搞清楚通信原理和协议。在编写代码时肯定有多处延时,由于spi对于时序要求高。主控芯片的晶振,指令周期一定要重视,否者延时不当会导致模块无法工作。
3. 国内外研究现状(文献综述)
[1] 朱刚,谈振辉,周贤伟.蓝牙技术原理与协议(第1版)北京 北方交通大学出版社
(1)蓝牙技术
在任何地方均使用同一具电话,一机在手走遍天下。当你在办公室时,你的电话可以当作对讲机使用,不须支付任何电话费;在家时,你的电话可以当作无线电话使用,只须支付有线电话的费用;而当你出差旅游时,你的电话就可以当作行动电话使用,此时你才需要支付行动电话的费用。由于手机有高功率的电磁波,据报导证实电磁波会对人体造成伤害,但是由于蓝牙应用的是低功率,所以不会对人体有任何伤害,蓝牙收发话器对也有健康的好处。
4. 研究方案
本课题研究的主要内容是设计制作一个实验室智能叫号系统。主要有编码、传送、处理、显示等。系统设计图如下图。
学生终端用独立按键触发并提取51单片机内储存的代码给发射模块(每一个学生终端所存储的代码是不一致的),以完成编码发送过程。在这之前先将nrf2401配置好地址,根据单片机内的代码设置数据长度等,再把nrf2401的ce端置为高电平。将学生端nrf2401切换为接收模式,单片机不断扫描nrf2401的数据接收标志位状态,并检查其数据接收标志位DR是否为1,如果为1表示接收到数据,此时配置nrf2401为发送模式,将代码通过nrf2401发送出去,同时配置教师端接收模块的nrf2401为接收模式,并检查其数据接收标志位DR是否为1,如果为1表示接收到数据,则读取数据给显示屏显示,循环往复。
选取发射模块和接收模块有以下三种型号:
5. 工作计划
第一周 接受任务书,领会课题含义
第二周 查阅相关文献,理解有关文章,翻译相关英文资料
第三周 在理解有关文章基础上,提出完成本课题的初步方案
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