人员定位系统控制模块电路设计

　　定位卡的设计：定位模块以STM32为主控制核心。在该定位模块中使用的是ST（意法半导体）STM32WCBU6x芯片，该芯片采用32位 ARMCortex-M3内核；STM32WCBU6x集成了2.4GHz IEEE8.2.15.4兼容的收发器，拥有128KB的Flash和8KB的RAM，是一款高性能的无线片上系统（SoC）。该主控制原理图如图3所示。

　　图3 主控制器原理图

　　电路分析：该系统需要外置MCU来控制模块的数据收发，因此外部MCU需要与模块进行通信，其连接方式为（USART）串口。模块提供一个符合标准的 USART接口，其IO电平限制为2.4～3.6V，标称使用3.3V逻辑电平。模块串口在不使用硬件流控制的情况下其发送（TX）端连接到外置MCU的接收（RX）端；模块的接收（RX）端连接到外置MCU的发送（TX）端。

　　总结：本定位系统的设计中硬件部分的Zigbee模块采用STM32作为主控制器，提高了整个系统的工作效率，对人员定位的精确性提供了很大的帮助。该方案中的 Zigbee设备可采用普通电池供电，一节电池至少能够使用6个月，在一定程度上降低了成本。对于通讯距离与信号强度的关系探讨方面，采用最大似然估计法，减小了误差。

　　一个实际的光接收机的结构较为复杂，但从整体上看不外乎由如图2所示的三部分组成。其前端电路即光电变换模块常包括一个光电检测器和一个前置放大器；AGC部分是主放大器部分，但对于纯粹的语音通信这种低速率或短距离的应用，判决电路实现数字信号的数据再生。整个接收机的性能在很大程度上决定于光电变换模块，该部分的特性主要是噪声性能、灵敏度、增益、带宽，一般来说应对噪声是该部分电路设计的主要考虑因素。

　　图2 光纤接收机设计原理框图

　　根据通信具体要求的不同，光电变换模块接入数字逻辑电路需要设计自动增益控制电路（AGC）和判决器。光电变换模块的输出电压正比于接收光功率。由于光功率的变化量是线路损耗和光链路距离的函数，需要使用带AGC的放大器或者限幅放大器以便适应各种光链路的输出电压，使其具有较大的接收电压范围。自动增益控制或放大电路用于提高输出电压的幅度以适应不同的接入电平标准。

　　图3所示给出了设计的整个电话语音光纤接收系统电路示意图。采用了HFBR-2416作为光接收模块起到光电变换作用，它的输出是模拟信号，这使得后续电路可以被最优化以便满足各种通信速率和通信距离的要求。在后续电路中，可以使用各种电子元件将模拟信号转变成与各种数据格式兼容的逻辑信号。在图3中，LF357模块起信号放大作用，对HFBR-2416输出的模拟信号进行放大。LT1016模块是一个电压比较器，此处则起着判决器的作用。 LF357模块和LT1016模块一起完成了信号的放大、判决，将模拟信号变成了数字信号形式。

　　图3 电话语音光纤接收系统电路示意图

　　HFBR-2416光电变换模块的第6脚接电源，2脚为输出端，3脚和7脚为接地端。第6脚的电阻是必须接的，在5伏电源和地之间需接入旁路电容。