最近需要在Arduino之间，以及Arduino和上位机(树莓派)之间传输数据，

原有APC220设备虽然可用，使用也方便，但成本太高，不容易批量，遂寻求其他方案。

一、方案选择

根据搜索的结果和前人经验，有如下几种可行方案：

nRF24L01+ (RF)

ESP8266(WIFI)

XBee (ZigBee)

ENC28J60(LAN)

W5100,W5500(LAN)

其中，Xbee为最优选，但成本太高。

LAN方案不方便，WIFI方案功耗高，蓝牙方案传输距离短，

故考虑RF方案，成本和效果平衡较好。

nRF24L01+价格便宜(5块左右，做工好带天线的15左右)，编程简单，

且存在能同时支持树莓派、Arduino、Linux的RF24库。

Git连接为：https://github.com/TMRh20/RF24.git

便宜的(做工一般的)nRF24L01开发板：

二、接线

1、nRF24L01+引脚图

- 1：地

- 2：3.3V(切不可接5V，烧片)

- 3：CE(RF读写控制引脚)

- 4：CSN(选片引脚)

- 5：SCK(SPI时钟)

- 6：MOSI(SPI主出从入)

- 7：MISO(SPI主入从出)

- 8：IRQ(外部中断)

2、接线方法

编号

nRF24L01

Arduino Mega

Arduino UNO

Rpi(物理管脚)

1

GND

9

2

VCC

1

3

CE

7(可自定义)

7(可自定义)

15(GPIO22)

4

CSN

8(可自定义)

8(可自定义)

24(SPI0CS1)

5

SCK

52

13

23

6

MOSI

51

11

19

7

MISO

53

12

21

8

IRQ

-

-

-

接线示意图：

- Arduino UNO

- Arduino Mega

-

-

- RaspberryPi3

三、代码&运行

RF24库中自带的GettingStarted例子非常方便，其代码包含发送端和接收端两种类型，

默认为接受模式，输入T时切换为发送，输入R则切为接受模式，并有简单的超时判断。

为了易于理解，可简单修正代码，让接收端返回一自增数字。

1、 Arduino

1) RF24库安装

从https://github.com/TMRh20/RF24.git下载RF24后，

将其复制到Arduino安装目录下的libraries目录下，启动ArduinoIDE后,从例子中选择RF24->GettingStarted。

2) 代码修改

发送端不必修改，直接编译上传即可。(注意UNO和Mega的选择和串口选择)

接收端将代码中的radioNumber从默认的0修改为1。如下:

bool radioNumber = 0; (自身为2Node，发送给1Node)

->

bool radioNumber = 1;(自身为1Node，发送给2Node)

1

2

3

1

2

3

简言之，1Node为接收端，2Node为发送端。  建议：原代码中的got_time不易观察理解，  可将接收端中的got_time发送前赋值为一静态可增计数值。

3) 运行  发送端启动后，输入T，使其进入发送模式。  接受端启动即可，无需输入R。(默认为R接收模式)  如上述配置接线正常，可在Serial Monitor中看到发送方和接收方的输出，大致如下：  发送方图(静态自增变量)：

2、 树莓派(RaspberryPi)  本文中使用的树莓派为 16年新发布的RPi3 B型，其管脚如下：

1) RF库安装  将RF24库复制到树莓派(或通过git直接获取)。进入RF24目录后执行如下命令，进行编译和安装(选择SPI方式)

./configure --driver=SPIDEV

sudo make install -B

1

2

1

2

2) 修改系统配置

修改/etc/modprobe.d/raspi-blacklist.conf，如果其中存在

blacklist spi-bcm2708，将其注释。

修改/etc/modules文件，在其中追加一行，开启SPI。

spidev

1

2

3

4

5

1

2

3

4

5

reboot重启树莓派后，/dev下会新增spidev0.0和spidev0.1两个设备文件。

3) 代码修改  修改RF24/example_linux/GettingStarted.cpp文件，  同上面的Arduino一样，发送端不必修改，  接收端将radioNumber从默认的0修改为1，并建议吧回送的时戳数据改为自增数字。  在当前目录下执行make后，生成GettingStarted的二进制文件。

4) 运行  使用sudo ./ GettingStarted执行，并输入0进入接收模式。  如Arduino的发送端配置、运行正常，则正常发送回应包。大致如下(自增变量版)：

四、注意&体会

便宜版本的nRF24L01效果一般，很容易受到干扰。带天线的会好些，真做项目不可图便宜。  接线要准确，SPI要理解下原理。CE、CSN其实是可以任意指定的，只是要修改下RF24的初始化代码。

五、RH24例子代码简单说明

以下是RH24(TMRh20)自带的Arduino例子，简单说明一下，  树莓派上为C语言实现的版本，变量、语法略有区别，但逻辑是基本一致的。

变量定义

bool radioNumber = 1; // RF节点名称决定Flag

/* Hardware configuration: Set up nRF24L01 radio on SPI bus plus pins 7 & 8 */

// 指定CE用GPIO7，CSN用GPIO8，需要和接线一致

// 如接线不采用7,8，代码这里需要修改。

RF24 radio(7, 8);

byte addresses[][6] = {"1Node", "2Node"}; // 两个节点名

bool role = 0; // 发送&接收模式Flag

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1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

初始化函数

void setup() {

Serial.begin(115200);

Serial.println(F("RF24/examples/GettingStarted"));

Serial.println(F("*** PRESS 'T' to begin transmitting to the other node"));

radio.begin();

radio.setPALevel(RF24_PA_LOW);

// Open a writing and reading pipe on each radio, with opposite addresses

if(radioNumber){

radio.openWritingPipe(addresses[1]);

radio.openReadingPipe(1,addresses[0]);

}else{

radio.openWritingPipe(addresses[0]);

radio.openReadingPipe(1,addresses[1]);

}

// 默认为监听模式，开始监听

radio.startListening();

}

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20

执行逻辑

void loop() {

/****************** Ping Out Role ***************************/

if (role == 1) { // 发送模式

radio.stopListening(); // 发送数据前要停止监听

Serial.println(F("Now sending"));

unsigned long start_time = micros(); // 待发送的时戳

// RF24内部会自动处理payload和发送数据不等长的问题

if (!radio.write( &start_time, sizeof(unsigned long) )){ // 发送数据

Serial.println(F("failed"));

}

radio.startListening(); // 数据发送完，需要监听回应数据的到来

unsigned long started_waiting_at = micros();

boolean timeout = false;

while ( ! radio.available() ){ // 超时判断

if (micros() - started_waiting_at > 200000 ){

timeout = true;

break;

}

}

if ( timeout ){

Serial.println(F("Failed, response timed out."));

}else{ // 读数据并显示数据和间隔时间

unsigned long got_time;

radio.read( &got_time, sizeof(unsigned long) );

unsigned long end_time = micros();

// Spew it

Serial.print(F("Sent "));

Serial.print(start_time);

Serial.print(F(", Got response "));

Serial.print(got_time);

Serial.print(F(", Round-trip delay "));

Serial.print(end_time-start_time);

Serial.println(F(" microseconds"));

}

// Try again 1s later

delay(1000);

}

/****************** Pong Back Role ***************************/

if ( role == 0 ) { // 接收模式

static long count = 1; // 自增计数

unsigned long got_time = 0;

if( radio.available()){

while (radio.available()) { // 读数据

radio.read( &got_time, sizeof(unsigned long) );

}

got_time = count++; // 为便于理解，回送自增计数值

radio.stopListening();

radio.write( &got_time, sizeof(unsigned long) ); // 写回应

radio.startListening();

Serial.print(F("Sent response "));

Serial.println(got_time);

}

}

/****************** Change Roles via Serial Commands ***************************/

if ( Serial.available() ) { // 发送&接收模式通过串口决定

char c = toupper(Serial.read());

if ( c == 'T' && role == 0 ){ // 发送模式

Serial.println(F("*** CHANGING TO TRANSMIT ROLE -- PRESS 'R' TO SWITCH BACK"));

role = 1;

}else

if ( c == 'R' && role == 1 ){ //接受模式

Serial.println(F("*** CHANGING TO RECEIVE ROLE -- PRESS 'T' TO SWITCH BACK"));

role = 0;

radio.startListening();

}

}

} // Loop

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