一種無線教學網絡系統的設計與實現

3 系統設計關鍵問題及其解決方法

3.1學生終端電源的控制

為使終端具有自動關機功能,采用了雙電源供電方案。由兩塊TPS7350組成,控制電路如圖4所示。當單片機內關機程序啟動時,TPS7350(2)2腳EN為高電平,5和6腳無電壓輸出,從而實現自動關機的功能。

3.2 TR3001芯片工作方式的切換

TR3001芯片的工作電壓為2.7V～3.5V,工作方式為半雙工,17、18引腳組合控制芯片的工作狀態。控制電平應滿足芯片電平要求,而單片機工作電壓為5V,可見,應有電壓轉換電路。由于TR3001芯片電壓漂移要求小于10mV,故應采用高性能電壓轉換芯片,以滿足電平要求。選用的電壓轉換芯片為美國美信公司的Mas9124,它同時具有電壓轉換和穩壓的功能,電壓輸入為5V時,電壓輸出為3V,輸出電壓漂移小于10mV。

3.3 天線和TR3001芯片之間的匹配

TR3001芯片工作頻率高達315MHz,發射功率小,典型值只有1mW,功率的有效輻射非常重要。天線是功率能否有效輻射的關鍵。選擇好天線的類型很重要,這決定了天線在這個頻段是否能有效輻射;其次是天線的具體尺寸,應反復調節,不要拘泥于理論;調試時,可利用高頻毫伏表等儀器進行測量。實踐表明,在使用此款芯片時,使用一種形狀類似電視外用接收天線的小天線,效果很好。

4 實驗結果

本文介紹的無線教學網絡系統由于采用了基于藍牙技術設計的單片無線收發一體芯片,將時分多址與頻分多址技術進行了有機結合,系統具有很強的魯棒性和可伸縮性。整個系統采用4節2號電池單電源供電,工作電流小于45mA,發射功率為0.8mW,教室內距離可達到10m以上,可同時供64個學生使用。系統測試達到性能指標要求,使用效果良好。