基于nRF24L01的低功耗无线图像传感器节点设计与实现

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随着信息技术、无线通信技术的发展以及人类探知领域的拓展,信息的获取、存储、处理、传输已逐步深入到社会生产生活的各个层面,具有无线通信能力的传感器节点自组织形成的网络——无线传感器网络应运而生,无线传感器网络融合了传感器技术、嵌入式技术、无线通信技术等。人类获取的信息大部分来自于直观的图像信息,但是图像信息的数据量比较大,如果传输原始图像信息会消耗比较高的带宽。故本文设计的无线图像传感器节点采用了基本小波变换的JPEG2000图像压缩技术,主控芯片选用Altera的Cyclone III系列FPGA;本节点需实现短距离无线传输,传输速率较高,采用了nRF24L01射频模块,该模块工作频段为2.45G,传输速率可达到2Mbps,传输距离可控并且纠错能力强。本文首先阐述了无线传感器网络国内外发展现状和无线传感器节点的基本组成;介绍了几种近距离无线传输技术和无线射频芯片nRF24L01的基本特征。然后详细介绍本节点的硬件电路设计和软件设计。本文使用AD10进行原理图和PCB版图设计,使用硬件描述语言Verilog HDL实现FPGA对nRF24L01的控制。由于无线传感器节点难以采用电缆供电方式,低功耗设计也是本文重点研究的问题。实验结果表明,本系统能够实现图像数据的采集、压缩和无线传输,具有较好的传输速率、传输距离性能。
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