摘 要

跟其他普通的个人局域网PAN技术不一样，用单片机NRF24LS01使用其多对多可靠通信协议组成局域网LAN。要利用NRF24LS01组成LAN，必须设置好其各种配置，做好初始化程序等初始重要的准备工作，同时也要用STM32系列单片机在必要的初始化等准备工作后连接NRF24LS01进行编写程序控制。根据组成LAN的要求，本文从理论，软件和硬件进行设计的开展，先设计并实现两单片机的无线通信系统，进行验证系统是否成功。根据两个间的通信系统然后设计出一个主机跟多个从机进行通信的无线局域网WLAN。对设计出的WLAN是否满足正常工作的要求进行验证。

关键词：NRF24LS01单片机；LAN；STM32单片机；WLAN；PAN

Abstract

Unlike other ordinary personal LAN PAN technology, the use of single-chip NRF24LS01 using its many to many reliable communication protocol composed of LAN LAN. To use NRF24LS01 LAN, must set up the various configurations, prepare the initial initialization procedures is important, but also to connect with the STM32 MCU NRF24LS01 in the necessary preparatory work after initialization of program control. According to the requirement of LAN, this paper starts with the design of theory, software and hardware, and designs and realizes the wireless communication system of two single chip computer to verify the success of the system. According to the communication system between two systems, a wireless local area network (WLAN) is designed to communicate with several slave computers. Verify that the designed WLAN meets the requirements of the normal operation.

Key Words：NRF24LS01 microcontroller;LAN; STM32 microcontroller; WLAN;PAN

目录

第 1 章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 发展及研究现状 3

1.2.1 物联网、个人局域网的发展研究现状 3

1.2.2 局域网技术发展及优缺点分析 3

1.2.3 物联网接入技术与云计算及个人局域网技术 3

1.3 论文的结构安排 5

第 2 章 NRF24LS01的介绍及工作原理 6

2.1 单片机原理与应用 6

2.2 单片机NRF24LS01 6

2.2.1 NRF24LS01的介绍 6

2.2.2 NRF24LS01的工作原理 7

2.3 本章小结 8

第 3 章 NRF24LS01无线通信系统设计 9

3.1 CPU的选用 9

3.2 显示模块的选用 9

3.3 通信系统的最终决定方案 9

3.4 无线通信系统工作流程图 10

3.5 涉及的特殊技术 10

3.6 本章小结 11

第 4 章 一对一通信系统的硬件设计 12

4.1 NRF24LS01单片机的引脚简介 12

4.2 NRF24LS01与STM32F103的接口连接设计 12

4.3 本章小结 13

第 5 章 一对一通信系统的程序设计及硬件实现 14

5.1 NRF24LS01无线通信系统的软件设计 14

5.1.1 NRF24LS01通信部分的软件设计 14

5.1.2 NRF24LS01通信部分数据收发软件设计 15

5.2 系统初始化程序设计 16

5.2.1 RCC时钟初始化程序设计 16

5.2.2 SPI接口的初始化设置 16

5.2.3 STM32中断程序设置 17

5.2.4 NRF24LS01的初始化配置 17

5.3 NRF24LS01无线通信软件设计 18

5.3.1 NRF24LS01单片机特别之处 18

5.3.2 SPI的读写程序 20

5.3.3 NRF24LS01发送程序设计 21

5.3.4 NRF24LS01接收程序设计 22

5.4 NRF24LS01无线通信系统的功能硬件实现 23

5.5 本章小结 25

第 6 章 基于NRF24LS01的局域网组网设计及实现 26

第 7 章 总结与展望 27

7.1 总结 27

7.2 展望 27

参考文献 28

致 谢 30

绪论

最近几年，跟着我国经济的发展和社会的不断进步，物联网有了很大的发展。各大网上支付交易平台交易十分火爆，人们都喜欢网购。物联网的发展跟互联网的发展是息息相关的，跟局域网有很大关系。人们对局域网的组网设计与实现提出了更高的要求。局域网包括了WLAN(无线局域网)技术和PAN（个人局域网）。

研究背景及意义

当前，中国进入了无现金时代，网络支付和支付宝支付方便了人们的生活，彻底地改变了人们的生活方式，在家里上各种网上商城可以买衣服，买食物，网购不用走路，就有快递员送到家，出行方面有共享汽车，共享单车，无需买汽车，自行车，只需下载APP，扫码支付宝支付即可完成。这些都是网络发展和物联网发展及网络支付的发展成果。如下图所示，图1.1(a)共享汽车，图1.1(b)共享单车，图1.1(c)买家用支付宝交易付款。

图 1.1(a) 上海共享汽车奔驰smart 图 1.1(b) 共享单车

图 1.1(c) 买家用支付宝交易

在信息时代的今天，物联网的使用十分普遍，其利用的地方如下图1.2所示

物联网可以可以让人们享受智能家居，智能电梯，享受送货上门的物流服务。政府可以更好管理城市，管理交通，金融管理更加便利。军事上，可以用于防护安全和反恐，军事行动的控制等等。

图 1.2 物联网应用领域