基于微控制器的433MHz发射器和接收器模块间的通信方案
在制作基于微控制器的项目时，有时会需要在两个设备之间进行通信，要么是基于双工/收发器的操作（两个设备都可以同时发送和接收），要么是基于半双工的操作，其中通信是一个单向的（正在接收的设备无法发送，以及正在发送数据的设备无法接收）。
有很多方式可以实现上述两种通信模式中的任何一种，并且这些选择通常取决于项目的需求，尤其是设备之间的距离和成本。对于两个微控制器之间的短距离、低预算的通信方式，其中一种最优选使用的方式是使用433mhz rf发送器和接收器模块的射频通信。在本篇文章中，我们将介绍如何使用这些模块在两个arduino开发板之间建立通信。
433 mhz发射器和接收器模块
这些模块因其低成本和易用性在创客和diy爱好者中非常受欢迎。它们用于两个微控制器之间的所有短距离、半双工的通信形式，其中一个微控制器用作发送器，另一个微控制器用作接收器。这些模块是ask（幅移键控）或ook（开关键控）型rf模块，这意味着它们在发送逻辑“零”时通常不消耗功率，因此消耗的功率非常低。这种低功耗使其在基于电池的实施中非常有用。下面列出了一些发射器和接收器模块的规格。
433mhz发射器模块的规格
√ 工作电压：3v – 12v
√ 工作电流：最大小于40ma，最小9ma
√ 谐振模式：（saw）
√ 调制模式：ask
√ 工作频率：433.92mhz
√ 发射功率：25mwf
√ 频率误差：+ 150khz（max）
√ 通讯速率：小于10kbps
√ 发射范围：90m（在开放空间）
433mhz接收器模块规格
√ 工作电压：5.0vdc + 0.5v
√ 工作电流：≤5.5mamax
√ 调制模式：ook / ask
√ 工作频率：433.92mhz
√ 带宽：2mhz
√ 灵敏度：超过–100dbm（50ω）
为了演示使用这些模块可以轻松地将无线功能添加到项目中，我们将制作一个带有远程数据显示的气象站。气象站将主要由温湿度传感器和433 rf发射器模块组成。它将测量环境的温度和湿度，并将其通过rf发送器发送到st7735 1.8寸彩色tft显示屏上的显示单元（通过rf接收器模块接收）。
所需的组件
● arduino uno开发板
● 433mhz射频套件
● dht22温湿度传感器
● 1.8寸彩色tft显示屏
● 面包板
● 跳线
原理图
该项目有两个原理图。第一个用于发送器，该发送器获取环境的温度和湿度，并将其发送到项目的接收器，后者在显示屏上显示数据。
发送器电路原理图
发送器电路包括一个arduino开发板、dht22温湿度传感器以及433mhz rf发送器模块。当arduino与计算机断开连接时，可以使用电池组为arduino提供电源。如下图所示连接组件。
接收器电路原理图
接收器电路由433 mhz射频接收器模块、st7735 1.8寸彩色tft显示屏和arduino uno开发板组成。如下图所示连接组件。
完成所有连接后，我们现在可以为该项目编写代码。
代码
就像我们必须搭建两个设备一样，我们将为该项目编写两个不同的代码。其中一个代码是控制发送器，另一种代码是控制接收器。为了轻松编写本文的代码，我们将使用可轻松驱动项目各部分的库。对于rf模块，我们将使用virtual wire库来发送和接收数据，而对于接收到的数据的显示，我们将使用adafruit gfx和adafruit st7735库来轻松更新st7735 lcd显示屏。我们将使用adafruit dht传感器库轻松地从dht22传感器获取温度和湿度数据。
代码背后的算法很简单。对于发射器，从dht22获取温度和湿度值，然后通过rf发射器发送到接收器。对于接收器，使用rf接收器模块获取由发送器发送的温度和湿度值，然后在lcd上显示。与往常一样，我们将对这两个项目的代码进行简要说明。
发射器的代码
首先包含将在代码中使用的库。
//written by nick koumaris
//info@educ8s.tv
#include 《virtualwire.h》
#include “dht.h”
之后，我们声明将dht连接到的arduino的引脚，并指定要使用的dht的类型。
#define dhtpin 4
#define dhttype dht22
接下来，我们定义arduino的引脚，该引脚将用作我们的数据传输引脚（连接到rf发送器模块的数据引脚），然后创建将一个用于发送数据的结构体package。
const int led_pin = 13;
const int transmit_pin = 12;
struct package
{
float temperature ;
float humidity ;
};
接下来，我们定义一个package实例，并创建dht类的实例以处理dht传感器。
typedef struct package package;
package data;
dht dht（dhtpin， dhttype）;
完成这些操作后，我们转到void setup（）函数，在其中设置tx引脚和其他参数以初始化rf模块。
void setup（）
{
// initialise the io and isr
vw_set_tx_pin（transmit_pin）;
vw_set_ptt_inverted（true）; // required for dr3100
vw_setup（500）; // bits per sec
pinmode（led_pin， output）;
}
接下来是void loop（）函数，我们可以使用 readsensor（）函数获取温度和湿度。获取数据后，使用vw_send（）函数发送数据。延迟2000毫秒，以在数据之间创建一段时间间隔，并确保发送前另一个已发送完成。
void loop（）
{
digitalwrite（led_pin， high）; // flash a light to show transmitting
readsensor（）;
vw_send（（uint8_t *）&data， sizeof（data））;
vw_wait_tx（）; // wait until the whole message is gone
digitalwrite（led_pin， low）;
delay（2000）;
}
接收器的代码
首先包含将要使用的库。
//written by nick koumaris
//info@educ8s.tv
#include 《virtualwire.h》
#include 《adafruit_st7735.h》
#include 《adafruit_gfx.h》
接下来，我们声明与lcd引脚相连的arduino引脚。
#define tft_cs 10
#define tft_rst 8
#define tft_dc 9
adafruit_st7735 tft = adafruit_st7735（tft_cs， tft_dc， tft_rst）;
// option 2： use any pins but a little slower
#define tft_sclk 13 // set these to be whatever pins you like！
#define tft_mosi 11 // set these to be whatever pins you like！
接下来，我们声明rf接收器模块的数据引脚所连接的arduino引脚（receive_pin），并创建char型变量来保存温度和湿度值。
const int receive_pin = 12;
char temperaturechar［10］;
char humiditychar［10］;
接下来，我们创建一个类似于发射器代码中的结构体package。
struct package
{
float temperature = 0.0;
float humidity = 0.0;
};
完成此操作后，我们转到void setup（）函数，在该函数中我们初始化显示屏，rf接收器模块设置比特率并启动接收器。
void setup（）
{
tft.initr（initr_blacktab）;
tft.fillscreen（st7735_black）;
printui（）;
delay（1000）;
// initialise the io and isr
vw_set_rx_pin（receive_pin）;
vw_setup（500）; // bits per sec
vw_rx_start（）; // start the receiver pll running
}
接下来，是void loop（）函数。通过使用vw_have_message（）函数检查是否已收到消息。如果收到消息，我们将从中提取温度和湿度数据，并将其显示在lcd上。
void loop（）
{
uint8_t buf［sizeof（data）］;
uint8_t buflen = sizeof（data）;
if （vw_have_message（）） // is there a packet for us？
{
vw_get_message（buf， &buflen）;
memcpy（&data，&buf，buflen）;
serial.print（“package：”）;
serial.print（data.temperature）;
string temperaturestring = string（data.temperature，1）;
temperaturestring.tochararray（temperaturechar，10）;
tft.fillrect（10，20，80，30，st7735_black）;
printtext（temperaturechar， st7735_white，10，20，3）;
string humiditystring = string（data.humidity，1）;
humiditystring.tochararray（humiditychar，10）;
tft.fillrect（10，95，80，100，st7735_black）;
printtext（humiditychar， st7735_white，10，95，3）;
serial.print（“”）;
serial.println（data.humidity）;
}
}
该代码还包括一些用于以更用户友好的方式显示结果的函数。
void printtext（char *text， uint16_t color， int x， int y，int textsize）
{
tft.setcursor（x， y）;
tft.settextcolor（color）;
tft.settextsize（textsize）;
tft.settextwrap（true）;
tft.print（text）;
}
void printui（）
{
printtext（“temperature”， st7735_green，30，5，1）; // temperature static text
printtext（“o”， st7735_white，90，13，2）;
printtext（“c”， st7735_white，105，20，3）;
printtext（“humidity”， st7735_blue，30，80，1）; // temperature static text
printtext（“%”， st7735_white，90，95，3）;
}
效果演示
将相应的代码上传到每个arduino开发板。 两个arduino开发板都可以使用电池组供电。 开机后几分钟，您应该会在lcd上看到温度和湿度数据。
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433 mhz发射器和接收器模块
这些模块因其低成本和易用性在创客和diy爱好者中非常受欢迎。它们用于两个微控制器之间的所有短距离、半双工的通信形式，其中一个微控制器用作发送器，另一个微控制器用作接收器。这些模块是ask（幅移键控）或ook（开关键控）型rf模块，这意味着它们在发送逻辑“零”时通常不消耗功率，因此消耗的功率非常低。这种低功耗使其在基于电池的实施中非常有用。下面列出了一些发射器和接收器模块的规格。
433mhz发射器模块的规格
√ 工作电压：3v – 12v
√ 工作电流：最大小于40ma，最小9ma
√ 谐振模式：（saw）
√ 调制模式：ask
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√ 发射功率：25mwf
√ 频率误差：+ 150khz（max）
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433mhz接收器模块规格
√ 工作电压：5.0vdc + 0.5v
√ 工作电流：≤5.5mamax
√ 调制模式：ook / ask
√ 工作频率：433.92mhz
√ 带宽：2mhz
√ 灵敏度：超过–100dbm（50ω）
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所需的组件
● arduino uno开发板
● 433mhz射频套件
● dht22温湿度传感器
● 1.8寸彩色tft显示屏
● 面包板
● 跳线
原理图
该项目有两个原理图。第一个用于发送器，该发送器获取环境的温度和湿度，并将其发送到项目的接收器，后者在显示屏上显示数据。
发送器电路原理图
发送器电路包括一个arduino开发板、dht22温湿度传感器以及433mhz rf发送器模块。当arduino与计算机断开连接时，可以使用电池组为arduino提供电源。如下图所示连接组件。
接收器电路原理图
接收器电路由433 mhz射频接收器模块、st7735 1.8寸彩色tft显示屏和arduino uno开发板组成。如下图所示连接组件。
完成所有连接后，我们现在可以为该项目编写代码。
代码
就像我们必须搭建两个设备一样，我们将为该项目编写两个不同的代码。其中一个代码是控制发送器，另一种代码是控制接收器。为了轻松编写本文的代码，我们将使用可轻松驱动项目各部分的库。对于rf模块，我们将使用virtual wire库来发送和接收数据，而对于接收到的数据的显示，我们将使用adafruit gfx和adafruit st7735库来轻松更新st7735 lcd显示屏。我们将使用adafruit dht传感器库轻松地从dht22传感器获取温度和湿度数据。
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发射器的代码
首先包含将在代码中使用的库。
//written by nick koumaris
//info@educ8s.tv
#include 《virtualwire.h》
#include “dht.h”
之后，我们声明将dht连接到的arduino的引脚，并指定要使用的dht的类型。
#define dhtpin 4
#define dhttype dht22
接下来，我们定义arduino的引脚，该引脚将用作我们的数据传输引脚（连接到rf发送器模块的数据引脚），然后创建将一个用于发送数据的结构体package。
const int led_pin = 13;
const int transmit_pin = 12;
struct package
{
float temperature ;
float humidity ;
};
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typedef struct package package;
package data;
dht dht（dhtpin， dhttype）;
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void setup（）
{
// initialise the io and isr
vw_set_tx_pin（transmit_pin）;
vw_set_ptt_inverted（true）; // required for dr3100
vw_setup（500）; // bits per sec
pinmode（led_pin， output）;
}
接下来是void loop（）函数，我们可以使用 readsensor（）函数获取温度和湿度。获取数据后，使用vw_send（）函数发送数据。延迟2000毫秒，以在数据之间创建一段时间间隔，并确保发送前另一个已发送完成。
void loop（）
{
digitalwrite（led_pin， high）; // flash a light to show transmitting
readsensor（）;
vw_send（（uint8_t *）&data， sizeof（data））;
vw_wait_tx（）; // wait until the whole message is gone
digitalwrite（led_pin， low）;
delay（2000）;
}
接收器的代码
首先包含将要使用的库。
//written by nick koumaris
//info@educ8s.tv
#include 《virtualwire.h》
#include 《adafruit_st7735.h》
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#define tft_cs 10
#define tft_rst 8
#define tft_dc 9
adafruit_st7735 tft = adafruit_st7735（tft_cs， tft_dc， tft_rst）;
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#define tft_sclk 13 // set these to be whatever pins you like！
#define tft_mosi 11 // set these to be whatever pins you like！
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const int receive_pin = 12;
char temperaturechar［10］;
char humiditychar［10］;
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struct package
{
float temperature = 0.0;
float humidity = 0.0;
};
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void setup（）
{
tft.initr（initr_blacktab）;
tft.fillscreen（st7735_black）;
printui（）;
delay（1000）;
// initialise the io and isr
vw_set_rx_pin（receive_pin）;
vw_setup（500）; // bits per sec
vw_rx_start（）; // start the receiver pll running
}
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void loop（）
{
uint8_t buf［sizeof（data）］;
uint8_t buflen = sizeof（data）;
if （vw_have_message（）） // is there a packet for us？
{
vw_get_message（buf， &buflen）;
memcpy（&data，&buf，buflen）;
serial.print（“package：”）;
serial.print（data.temperature）;
string temperaturestring = string（data.temperature，1）;
temperaturestring.tochararray（temperaturechar，10）;
tft.fillrect（10，20，80，30，st7735_black）;
printtext（temperaturechar， st7735_white，10，20，3）;
string humiditystring = string（data.humidity，1）;
humiditystring.tochararray（humiditychar，10）;
tft.fillrect（10，95，80，100，st7735_black）;
printtext（humiditychar， st7735_white，10，95，3）;
serial.print（“”）;
serial.println（data.humidity）;
}
}
该代码还包括一些用于以更用户友好的方式显示结果的函数。
void printtext（char *text， uint16_t color， int x， int y，int textsize）
{
tft.setcursor（x， y）;
tft.settextcolor（color）;
tft.settextsize（textsize）;
tft.settextwrap（true）;
tft.print（text）;
}
void printui（）
{
printtext（“temperature”， st7735_green，30，5，1）; // temperature static text
printtext（“o”， st7735_white，90，13，2）;
printtext（“c”， st7735_white，105，20，3）;
printtext（“humidity”， st7735_blue，30，80，1）; // temperature static text
printtext（“%”， st7735_white，90，95，3）;
}
效果演示
将相应的代码上传到每个arduino开发板。 两个arduino开发板都可以使用电池组供电。 开机后几分钟，您应该会在lcd上看到温度和湿度数据。
433mhz发射器和接收器模块的范围通常很小，但是通过焊接外部天线，它们的通讯范围可以增大。
什么是电脑切换器？4路KVM切换器介绍
在电梯前室为什么要放置正压送风压力传感器？
TI全新精密宽带宽ADC可提升数据采集性能，同时使尺寸和功耗减小一半
NVIDIA RTX：领先的视觉计算平台
要点新闻 AI机器人Geek＋1.5亿B轮融资 科技股泡沫或将破灭
基于微控制器的433MHz发射器和接收器模块间的通信方案
中国电信在5G网络建设充分发挥了64TR MassiveMIMO AAU的性能优势
如何编写有利于编译器优化的代码
不同结构的HDI设计会对成本带来哪些影响？
爆苹果高管用iPad贿赂美国警长获得许可证
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到2022年，全球车用毫米波雷达市场规模总计约160亿美元
高空抛物悲剧频出，各大科技公司为AI安防保驾护航
DO30-E数字式三用表校验仪的相关功能说明
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冰箱容易漏电的几大部位