1、毕业论文开题报告（理工类）设计题目 Zigbee2GHz 无线收发信机射频模块设计学生姓名 学号 专业 电子信息工程一、 课题的目的意义：2002 年 8 月由英国 Invensys 公司、美国 Motorola 公司、日本 Mitsubishi 公司和荷兰Philips 公司等厂商联合推出的低成本、低功耗无线数据技术ZigBee 技术。目前,由这几个公司为骨干的 ZigBee 联盟已经有 33 个成员,其中涵盖了半导体生产商、IP 服务提供商、消费类电子产品厂商、OEM 商等。ZigBee 不是这些厂商单方面开发出的技术,而是国际电工联盟即将完成的 IEEE 802154 标准。ZigBee
2、 作为一种无线连接新规格,可工作在 24GHz(全球流行)、868MHz(欧洲流行)和 915MHz(美国流行)这三个频段上 ,并在这三个频段上分别具有 250kbps、20kbps 和40kbps 的最高数据传输速率。它的传输距离在 10 米75 米的范围内, 但也可以更大。实际的传输距离依据发射功率的大小和应用模式而定。而这个传输距离已经完全可以满足家庭和办公环境的应用需求。而且, 一台 ZigBee 设备可以连接多达 254 个其他 ZigBee 设备。ZigBee 最显著的技术特性是它的低功耗和低成本。由于采用较低的数据传输速率、较低的工作频段和容量更小的 Stack,并且将设备的 Z
3、ig-Bee 模块在未投入使用的情况定义为低功耗的休眠状态,ZigBee 模块的整体功耗非常低。据称, 根据现有的 ZigBee 技术规格制造的产品在绝大多数目标应用场合下仅靠 2 节标准 5 号电池就可以持续工作 6 个月至两年。另外,ZigBee 模块是集成度很高的单芯片目前成本为 6 美元, 预计生产成本可降至 23 美元。Zigbee 技术的目标就是针对工业，家庭自动化，遥测遥控，汽车自动化、农业自动化和医疗护理等，例如灯光自动化控制，传感器的无线数据采集和监控，油田，电力，矿山和物流管理等应用领域。另外它还可以对局部区域内移动目标例如城市中的车辆进行定位ZigBee 的应用目标是:P
4、C 外设(键盘、鼠标、游戏控制杆 )、消费类电子设备(TV、VCR、CD、VCD、DVD 等设备上的遥控装置)、室内智能控制 (照明控制、空调控制、煤气计量控制及火灾报警等) 、玩具( 电子宠物)、医护( 监视器和传感器) 、工业控制(监视器、传感器和自动控制设备)等等。二、 近几年来国内外研制状况：Zigbee 技术和 RFID 技术在 2004 年就被列为当今世界发展最快，市场前景最广阔的十大最新技术中的两个。RAS.JJ 技术的应用前景非常看好。利用传感器和 RAS.JJ 网络可以实现医疗中的远程监测病人身体状况!家庭自动化中的照明设备，空调设备，门禁系统的远程控制!工业生产中的数据自动
5、采集和处理 !农业生产中的自动化，网络化和智能化地进行远程设备控制而作为 RAS.JJ 物理层补充的 802.15.4a，则把目光投向了精确定位及跟踪应用，如货物标签和跟踪!基于位置的库存控制管理等。ZigBee 作为 IEEE802154 标准,IEEE 正在制定物理层和数据链路层的标准 ,这项工作已经接近尾声。与此同时,ZigBee 联盟正致力于软件栈、高层和 ZigBee 芯片组的开发工作,已于 2003 年初完成网络层和会话层等高层协议的制定。尽管，国内不少人已经开始关注 Zigbee 这们新技术，而且也有不少单位开始涉足Zigbee 技术的开发工作，然而，由于 Zigbee 本身是一
6、种新的系统集成技术，应用软件的开发必须和网络传输，射频技术和底层软硬件控制技术结合在一起。因而深入理解这个来自国外的新技术，再组织一个在这几个方面都有丰富经验的配套的队伍，本身就不是一件容易的事情，因而，到目前为止，国内目前除了成都西谷曙光数字技术有限公司，真正将Zigbee 技术开发成产品，并成功地用于解决几个领域的实际生产问题而外，尚未见到其它报道。三， 设计方案的可行性分析和预期目标：通信模块设计方案由硬件部分和软件部分构成。硬件部分如下所示：整个射频前端由本振、发射机和接收机模块组成.VCO 输出的调频信号经倍频后输出射频信号,然后经过放大器至天线输出; 同时将天接收的射频信号送至低噪
7、声放大器放大,经镜像制带通滤波器送入混频器,由混频器输出的中频号经中频带通滤波器滤波后再输入中频放大器大后的中频信号经过 RC 滤波器输出至限幅器幅后送入鉴频器 (外部槽路) 解调,最后解调出来信号经有源低通滤波器输出至基带电路.频率合器提供的本振信号经倍频,并放大到合适的功率平后为发射和接收通道共享.如图 1 所示：软件设计是实现模块通用的关键,其设计目标是提供一种不依赖于应用和硬件 MCU 的监控程序。该程序主要包括模块定义、系统参数初始化和模块功能实现 3 部分。如下图所示：四, 所需要的仪器设备、材料：低噪声放大器(LNA)、上/下变频器、锁相环(PLL)，频率合成器，射频/中频滤波器，双工器，镜频滤波器，射频滤波器，驱动放大器，功率放大器，声表面滤波器，以单片机为核心的 MCU,SPI 数字接口。五、课题分阶段进度计划：序号 起止日期 工作内容 阶段成果1 第 12 周资料检索。根据设计内容搜集有关的设计资料：参考书、相关科技期刊及集成电路手册等。2 第 34 周 方案设计。通过筛选，基本确定设计方案。3 第 58 周 单元电路设计及参数计算。4 第 910 周 绘制电子线路图。5 第 1112 周 编写应用程序6 第 1315 周 毕业论文撰写。7 16 周 毕业设计答辩。指导教师意见签字：200 年 月 日
