基于CXA1019的无线数据传输系统

摘  要： 以收音芯片CXA1019为核心，巧妙结合编码技术和单片机技术，实现了一个高灵敏度的无线传输系统。该系统的特色在于将高灵敏度的收音技术与数字技术相融合，使系统具有性能优良、造价低廉、调整方便等优点，能很好地满足各种常规的无线数据传输需求。
关键词： 无线数据传输；CXA1019；编码
   　随着社会生活和生产领域自动化和智能化程度的不断提高，各种智能控制和采集系统已在环境监测、工农业控制、安防等领域得到了广泛应用，其中高质量的数据传输是保障系统高效、稳定、可靠运行的先决条件[1]。与传统的硬接线传输方式相比，无线传输因具有距离远、成本低、维护方便、安装简单和配置灵活等优点而备受青睐。目前无线数据传输方案多采用专用数传模块实现，这些专用模块具有功能多样、技术成熟、易于使用等优点，但一般来说价格较高。当需要大量布设节点时采用专用模块的系统造价会大大提高，难以满足低成本、多节点应用环境下的用户需求。
     基于这一点，本文提出了一种基于CXA1019的低成本无线数传方案，主要面向数据量小、节点数多、成本敏感的无线传输需求。该方案将传统的收音技术与现代数字技术相结合，在保留CXA1019灵敏度高、调节方便、性能稳定等优点的基础上，通过编码器件和单片机功能扩展，实现了数字信号的无线传输。CXA1019是一款性能优良的收音芯片，但缺点是无法进行数字通信，如何基于CXA1019实现数字扩展是本文的研究重点。
     无线数据传输系统由发射和接收两部分组成。发射部分结构较简单，由分立元件搭建，采用AM调制方式。接收部分的核心是CXA1019芯片，配以必要的外围电路。由于设计中仅利用到了CXA1019的放大、混频和滤波功能，其他隶属收音功能的各种繁杂电路皆可省去，从而电路结构得以大大简化。编码和解码芯片采用PT2262和PT2272，使用编解码既保证了数据通信可靠，还能利用编解码芯片的地址设置功能实现多点通信。整个系统由分布于不同位置的多个从节点和一个主节点构成。为验证系统功能，各节点均设置了一个温度传感器DS18B20，主节点定时与从节点通信获取现场温度。系统拓扑和节点结构如图1、图2所示。
   
   1 接收电路
     接收电路包括射频前端和数字处理两部分，下面分别予以介绍。
     （1）射频前端
     射频接收的一般结构应包括天线、预选滤波器、低噪放大器、混频器和中频滤波器，如果每一部分都独立设计，则不仅设计调试的难度和工作量很大，成本也会较高。本文利用CXA1019的内部电路，配以少许外部元件，不但完全实现了射频接收的功能，而且简化了设计，节省了时间和造价两方面的设计开销。
     CXA1019是日本索尼公司研制的单片大规模收音电路，因其集成度高、外围元件少、性能优良，在我国相当流行，广受欢迎的“德生”收音机内部多数采用了这款芯片[2]。CXA1019包括了AM/FM收音机从天线输入、高放、混频、本振、中放、检波直至音频功放的全部功能。图3所示为CXA1019调频电路部分（图中检波解码部分是本设计的扩展）。