一种无线教学网络系统的设计与实现

3 系统设计关键问题及其解决方法

3.1学生终端电源的控制

为使终端具有自动关机功能,采用了双电源供电方案。由两块TPS7350组成,控制电路如图4所示。当单片机内关机程序启动时,TPS7350(2)2脚EN为高电平,5和6脚无电压输出,从而实现自动关机的功能。

3.2TR3001芯片工作方式的切换

TR3001芯片的工作电压为2.7V～3.5V,工作方式为半双工,17、18引脚组合控制芯片的工作状态。控制电平应满足芯片电平要求,而单片机工作电压为5V,可见,应有电压转换电路。由于TR3001芯片电压漂移要求小于10mV,故应采用高性能电压转换芯片,以满足电平要求。选用的电压转换芯片为美国美信公司的Mas9124,它同时具有电压转换和稳压的功能,电压输入为5V时,电压输出为3V,输出电压漂移小于10mV。

3.3 天线和TR3001芯片之间的匹配

TR3001芯片工作频率高达315MHz,发射功率小,典型值只有1mW,功率的有效辐射非常重要。天线是功率能否有效辐射的关键。选择好天线的类型很重要,这决定了天线在这个频段是否能有效辐射;其次是天线的具体尺寸,应反复调节,不要拘泥于理论;调试时,可利用高频毫伏表等仪器进行测量。实践表明,在使用此款芯片时,使用一种形状类似电视外用接收天线的小天线,效果很好。

4 实验结果

本文介绍的无线教学网络系统由于采用了基于蓝牙技术设计的单片无线收发一体芯片,将时分多址与频分多址技术进行了有机结合,系统具有很强的鲁棒性和可伸缩性。整个系统采用4节2号电池单电源供电,工作电流小于45mA,发射功率为0.8mW,教室内距离可达到10m以上,可同时供64个学生使用。系统测试达到性能指标要求,使用效果良好。