一种基于NRF24L01的远距离视频传输装置的制作方法

本实用新型涉及一种视频传输装置，特别是一种基于NRF24L01的远距离视频传输装置。

背景技术：

NRF24L01是Nordic公司研发的一款2.4G通信芯片。它不是zigbee、不是蓝牙、不是wifi，它拥有的是自己的一套协议。既然是通信芯片，而且有自己的协议，那说明这个芯片只能是用在NRF24L01与NRF24L01或者Nordic公司此系列的芯片通信，一般情况下，用在2个NRF24L01之间的通信，任何一个模块都可以设置为接收或者发送模式，而且可由主控单片机随时根据需要设置为发送或者接收模式。其中CE脚是发射和接收切换引脚，极低的电流消耗当工作在发射模式下发射功率为-6dBm 时电流消耗为9.0mA 接收模式时为12.3mA掉电模式和待机模式下电流消耗更低, 采用四面20脚封装。但是，由于NRF24L01极低的电流消耗，NRF24L01只能用于近距离无线数据通信。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于NRF24L01的远距离视频传输装置。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种基于NRF24L01的远距离视频传输装置，其特征在于：包含发送装置和接收装置，发送装置包含控制器模块、NRF24L01发射模块、功率放大器和发射天线，NRF24L01发射模块与控制器模块连接用于控制器设定NRF24L01为发射模式将控制模块处理好的视频信号转化为无线信号进行发送，功率放大器与NRF24L01发射模块连接用于将无线信号进行放大，发射天线与功率放大器连接用于用放大后的无线信号发射出去；接收装置包含控制器模块、NRF24L01接收模块、低噪声放大器和接收天线，NRF24L01接收模块与控制器模块连接用于控制器将NRF24L01芯片设置为接收模式并接收视频信号至控制器处理，低噪声放大器与NRF24L01接收模块连接用于去除接收到的无线信号的噪声，接收天线与低噪声放大器连接用于接收无线信号。

进一步地，所述控制器模块采用STM8L151芯片。

进一步地，所述控制器模块包含STM8L151芯片U1，芯片U1的1脚连接电容C1一端，电容C1另一端接地，芯片U1的6脚接地，芯片U1的7脚连接电容C2一端并且连接电源Vdd，电容C2另一端接地，芯片U1的8脚连接电阻R1一端，电阻R1另一端连接二极管D1的阴极，二极管D1的阳极连接电源Vdd。

进一步地，所述NRF24L01发射模块和NRF24L01接收模块包含NRF24L01芯片U2，芯片U2的1、2、3、4、5、6脚分别连接U1的15、16、17、18、19、20脚，芯片U2的7脚连接电容C9一端、电容C8一端、U2的17、15脚并连接电源Vdd，电容C9另一端和电容C8另一端接地，芯片U2的8脚接地，芯片U2的9脚连接电容C16一端、OSC16M芯片的3脚和电阻R6一端，芯片U2的10脚连接电阻R6另一端、OSC16M芯片的1脚和电容C17一端，电容C16另一端、电容C17另一端和OSC16M芯片的2、4脚接地，芯片U2的11脚连接电容C14一端、电容C15一端和电感L3一端，电容C14另一端和电容C15另一端接地，芯片U2的12脚连接电感L3另一端和电容L2一端，芯片U2的13脚连接电感L2另一端和电感L1一端，电感L1另一端连接电容C11一端，电容C11另一端连接电容C12一端，电容C12另一端接地，芯片U2的14脚接地，芯片U2的16脚连接电阻若一端，电阻R2另一端、芯片U2的17、20脚接地，芯片U2的19脚连接电容C7一端，电容C7另一端接地。

进一步地，所述功率放大器包含MAX2240芯片U3，芯片U3的A3脚连接电容C45一端、电容C44一端并连接电源VCC，电容C45另一端接地，电容C44另一端连接电阻R41一端，电阻R41另一端接地，芯片U3的B2脚连接电容C41一端并连接电源VCC，电容C41另一端接地，芯片U3的A1脚连接电容C42一端并连接电源VCC，电容C42另一端接地，芯片U3的A2脚连接电容C43一端并连接电源VCC，电容C43另一端接地，芯片U3的C3脚连接电阻R42一端，电阻R42另一端连接电容C11的另一端，芯片U3的B3、C1脚接地，芯片U3的B1脚连接电阻R44一端，电阻R44另一端连接电容C48一端和电感L41一端，电感L41另一端连接电容C50一端和电容C49一端，电容C50另一端接地，电容C49另一端连接电阻R43一端，电阻R43另一端接地，电容C48另一端连接电阻R45一端，电阻R45另一端连接发射天线，芯片U3的C2脚连接电感L42一端，电感L42另一端连接电容C46一端和电容C47一端并连接电源VCC，电容C46另一端接地，电容C47另一端连接电阻R46一端，电阻R46另一端接地。

进一步地，所述低噪声放大器包含MAX2644芯片U4，芯片U4的1脚连接电阻R51一端，电阻R51另一端接地，芯片U4的2脚接地，芯片U4的3脚连接电容C51一端，电容C51的另一端连接电感L51一端并连接接收天线，电感L51另一端接地，芯片U4的4脚连接电源VCC，芯片U4的5脚接地，芯片U4的6脚连接电容C11另一端。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：本实用新型通过对NRF24L01芯片电路加入放大电流以及低噪放大电路，从而通过对信号进行处理的方式，保证了远距离信号的稳定性，从而实现了通过NRF24L01芯片电路进行远距离的视频传输，兼具了NRF24L01芯片的优点以及长距离传输功能。

附图说明

图1是本实用新型的一种基于NRF24L01的远距离视频传输装置的示意图。

图2是本实用新型的一种基于NRF24L01的远距离视频传输装置的控制器模块的电路图。

图3是本实用新型的一种基于NRF24L01的远距离视频传输装置的NRF24L01发射模块和NRF24L01接收模块的电路图。

图4是本实用新型的一种基于NRF24L01的远距离视频传输装置的功率放大器的电路图。

图5是本实用新型的一种基于NRF24L01的远距离视频传输装置的低噪声放大器的电路图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

如图1所示，本实用新型的一种基于NRF24L01的远距离视频传输装置，包含发送装置和接收装置，发送装置包含控制器模块、NRF24L01发射模块、功率放大器和发射天线，NRF24L01发射模块与控制器模块连接用于控制器设定NRF24L01为发射模式将控制模块处理好的视频信号转化为无线信号进行发送，功率放大器与NRF24L01发射模块连接用于将无线信号进行放大，发射天线与功率放大器连接用于用放大后的无线信号发射出去；接收装置包含控制器模块、NRF24L01接收模块、低噪声放大器和接收天线，NRF24L01接收模块与控制器模块连接用于控制器将NRF24L01芯片设置为接收模式并接收视频信号至控制器处理，低噪声放大器与NRF24L01接收模块连接用于去除接收到的无线信号的噪声，接收天线与低噪声放大器连接用于接收无线信号。

如图2所示，控制器模块采用STM8L151芯片。控制器模块包含STM8L151芯片U1，芯片U1的1脚连接电容C1一端，电容C1另一端接地，芯片U1的6脚接地，芯片U1的7脚连接电容C2一端并且连接电源Vdd，电容C2另一端接地，芯片U1的8脚连接电阻R1一端，电阻R1另一端连接二极管D1的阴极，二极管D1的阳极连接电源Vdd。控制器用STM8L151芯片， STM8L151 芯片从名字上就可以看出其属于ST（意法半导体）公司STM8L系列8位超低功耗微控制器家族。它采用了意法半导体公司工程师设计的全新的超低漏电工艺，并且其体系结构也被优化，使其可以具有高性能的同时还可以达到超低功耗的要求。

如图3所示，NRF24L01发射模块和NRF24L01接收模块包含NRF24L01芯片U2，芯片U2的1、2、3、4、5、6脚分别连接U1的15、16、17、18、19、20脚，芯片U2的7脚连接电容C9一端、电容C8一端、U2的17、15脚并连接电源Vdd，电容C9另一端和电容C8另一端接地，芯片U2的8脚接地，芯片U2的9脚连接电容C16一端、OSC16M芯片的3脚和电阻R6一端，芯片U2的10脚连接电阻R6另一端、OSC16M芯片的1脚和电容C17一端，电容C16另一端、电容C17另一端和OSC16M芯片的2、4脚接地，芯片U2的11脚连接电容C14一端、电容C15一端和电感L3一端，电容C14另一端和电容C15另一端接地，芯片U2的12脚连接电感L3另一端和电容L2一端，芯片U2的13脚连接电感L2另一端和电感L1一端，电感L1另一端连接电容C11一端，电容C11另一端连接电容C12一端，电容C12另一端接地，芯片U2的14脚接地，芯片U2的16脚连接电阻若一端，电阻R2另一端、芯片U2的17、20脚接地，芯片U2的19脚连接电容C7一端，电容C7另一端接地。控制器用STM8L151可以连接各种传感器系统，负责收集信息采集传感器采集来的加速度信息，然后控制无线收发模块将信息传输给发送电路或者接收电路。无线传输芯片NRF24L01采用发送和接收两种工作模式是根据控制器发送的配置字在发送模式和接收模式间进行转换。

NRF24L01是一个长着20个引脚的数字射频芯片，内部有若干寄存器，外部留有spi接口，外部单片机通过spi接口配置此芯片内部的寄存器。内部寄存器大概分为控制寄存器和数据寄存器。我们可以利用用单片机把它配置为接收模式或发送模式，还可以配置频道、地址、每次发送的字节数、是否带CRC校验、功率等。配置成发送模式以后，用单片机把要发送的数据写进去，它就会自动把数据发出去；配置成接收模式以后，单片机通过观察它的IRQ引脚，就可以知道是否接收到了数据，IRQ为低电平，说明接收到了数据，单片机可以通过SPI口把接收到数据取出来。

两个nrf24l01通信，需要满足3个条件相同： 1.频道相同（设置频道寄存器RF_CH） 2.地址相同（设置TX_ADDR和RX_ADDR_P0相同） 3.每次发送接收的字节数相同（如果设置了通道的有效数据宽度为n，那么每次发送的字节数也必须为n，当然，n<=32）。

NRF24L01 与单片机的通信需要 SPI 接口，单片机的数字外设中有两个全双工同步串行总线接口，这两个接口是完全相同的

如图4所示，功率放大器包含MAX2240芯片U3，芯片U3的A3脚连接电容C45一端、电容C44一端并连接电源VCC，电容C45另一端接地，电容C44另一端连接电阻R41一端，电阻R41另一端接地，芯片U3的B2脚连接电容C41一端并连接电源VCC，电容C41另一端接地，芯片U3的A1脚连接电容C42一端并连接电源VCC，电容C42另一端接地，芯片U3的A2脚连接电容C43一端并连接电源VCC，电容C43另一端接地，芯片U3的C3脚连接电阻R42一端，电阻R42另一端连接电容C11的另一端，芯片U3的B3、C1脚接地，芯片U3的B1脚连接电阻R44一端，电阻R44另一端连接电容C48一端和电感L41一端，电感L41另一端连接电容C50一端和电容C49一端，电容C50另一端接地，电容C49另一端连接电阻R43一端，电阻R43另一端接地，电容C48另一端连接电阻R45一端，电阻R45另一端连接发射天线，芯片U3的C2脚连接电感L42一端，电感L42另一端连接电容C46一端和电容C47一端并连接电源VCC，电容C46另一端接地，电容C47另一端连接电阻R46一端，电阻R46另一端接地。

当NRF24L0设置发射模式，为实现远距离传输无线视频信号，在NRF24L0输出端增加功率放大器电路。功率放大器用芯片，MAX224O专为2.4～2.5 GHz频段的应用而设计，符合Bluetooth、HomeRF、802.11标准以及其他FSK调制系统的要求。它具有高达+20dBm的输出功率、2位数字功率控制的四级输出和50Ω集成输入匹配。其它的特性包括：低于105mA的工作电流、0.5mA的低功率关断电流、+2.7V至5V单电源工作。MAX2240可提供UCSP封装。MAX2240是一个2.45GHz非线性RF功率放大器，该功率放大器的输出匹配最初由输出传输线和一个并联的滑动电容构成。一段开路的短截线也是匹配电路的一部分。在MAX2240输出匹配网络的新方案中取消了开路短截线，取而代之的是一个电容串联一个电感线圈并接地，改善了原有设计。VCC = 3.3V、POUT = 19dBm时，这些元件决定了输出功率、电源电流和二次谐波。

如图5所示，低噪声放大器包含MAX2644芯片U4，芯片U4的1脚连接电阻R51一端，电阻R51另一端接地，芯片U4的2脚接地，芯片U4的3脚连接电容C51一端，电容C51的另一端连接电感L51一端并连接接收天线，电感L51另一端接地，芯片U4的4脚连接电源VCC，芯片U4的5脚接地，芯片U4的6脚连接电容C11另一端。

芯片NRF24L01设置为接收模式时，由于增加了数据通信距离，需要在芯片NRF24L01输入端增加低噪声放大器电路，增加芯片NRF24L01的接收灵敏度。

低噪声放大器用芯片MAX2644，MAX2644是一款专为WLAN，Bluetooth等工作在2.4GHz频段内的设备设计的高三阶交调点的低噪声、高增益、低功耗放大器。工作电源+2.7V至5.5V。

本实用新型通过对NRF24L01芯片电路加入放大电流以及低噪放大电路，从而通过对信号进行处理的方式，保证了远距离信号的稳定性，从而实现了通过NRF24L01芯片电路进行远距离的视频传输，兼具了NRF24L01芯片的优点以及长距离传输功能。

本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型所作的举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。