设计人员使用许多无线通信系统，例如低功耗蓝牙（BLE 4.0），Zigbee，ESP8266 Wi-Fi模块，433MHz RF模块，Lora，nRF等。介质的选择取决于其使用的应用程序类型。总而言之，nRF24L01是一种用于局域网通信的流行无线介质。这些模块在2.4GHz（ISM频段）上运行，波特率从250Kbps到2Mbps，在许多国家/地区都是合法的，可用于工业和医疗应用。还要求使用适当的天线，这些模块之间可以发送和接收长达100米的信号。我们之前使用nRF24L01和Arduino来控制伺服电机并创建聊天室。
在这里，我们将使用带有Arduino UNO和Raspberry Pi的nRF24L01 – 2.4GHz RF收发器模块在它们之间建立无线通信。Raspberry pi将充当发送器，而Arduino Uno将收听Raspberry Pi，并在16x2 LCD上使用nRF24L01打印Raspberry Pi发送的消息。nRF24L01还具有内置的BLE功能，它也可以使用BLE无线通信。
本教程分为两个部分。第一部分将包括nRF24L01与Arduino的接口以充当接收器，第二部分将包括nRF24L01与Raspberry Pi的接口以充当发送器。本教程末尾均附有包含工作视频的本节的完整代码。
nRF24L01射频模块
的 nRF24L01的模块 是 收发器模块，这意味着每个模块可以同时发送和接收数据，但由于它们是半双工它们可以发送或同时接收数据。该模块具有来自北欧半导体的通用nRF24L01 IC，负责数据的发送和接收。该IC使用SPI协议进行通信，因此可以轻松地与任何微控制器接口。由于库很容易获得，因此使用Arduino变得容易得多。标准nRF24L01模块的 引脚排列 如下所示
该模块的工作电压范围为1.9V至3.6V（通常为3.3V），在正常操作期间仅消耗12mA的电流，这使其具有电池效率，因此甚至可以在纽扣电池上运行。即使工作电压为3.3V，大多数引脚还是可以承受5V电压，因此可以直接与Arduino等5V微控制器接口。使用这些模块的另一个优点是，每个模块都有6条管道。这意味着，每个模块可以与其他6个模块通信以发送或接收数据。这使该模块适合在IoT应用程序中创建星形或网状网络。而且它们具有125个唯一ID的宽地址范围，因此在封闭区域中，我们可以使用125个这些模块而不会互相干扰。
电路原理图
带有Arduino的nRF24L01：
用于将nRF24L01与Arduino连接的电路图很简单，并且没有太多的组件。该NRF24L01将由SPI接口连接和16×2 LCD被接口与仅使用两根导线I2C协议。
具有Raspberry Pi的nRF24L01：
将nRF24L01与Raspberry Pi连接的电路图也非常简单，仅使用SPI接口连接Raspberry Pi和nRF24l01。
编程Raspberry Pi使用nRF24l01发送消息
Raspberry Pi的编程将使用Python3完成。您也可以将C / C ++用作Arduino。但是已经有一个可用于python中的nRF24l01的库，可以从github页面下载。请注意，python程序和库应位于同一文件夹中，否则python程序将无法找到该库。下载库后，只需解压缩并创建一个文件夹，即可存储所有程序和库文件。库安装完成后，只需开始编写程序。该程序从包含库开始，这些库将在代码中使用，例如导入GPIO库，用于访问Raspberry Pi GPIO和 导入时间 用于访问与时间相关的功能。如果您不熟悉Raspberry Pi，则可以回过头来学习Raspberry pi。
进口RPi.GPIO作为GPIO 进口时间 进口spidev 从lib_nrf24进口NRF24
在“ Broadcom SOC通道”中 设置GPIO模式 。 这意味着您通过“ Broadcom SOC通道”编号指代引脚，这些是“ GPIO”之后的编号（例如GPIO01，GPIO02…）。这些不是委员会编号。
GPIO.setmode（GPIO.BCM）
接下来，我们将其设置为管道地址。为了与Arduino接收器通信，此地址很重要。地址将在十六进制代码中。
管道=，]
使用GPIO08作为CE和GPIO25作为CSN引脚开始无线电。
radio.begin（0，25）
将有效负载大小设置为32位，通道地址设置为76，数据速率为1 mbps，功率电平为最小值。
radio.setPayloadSize（32） radio.setChannel（0x76） radio.setDataRate（NRF24.BR_1MBPS） radio.setPALevel（NRF24.PA_MIN）
打开管道以开始写入数据并打印nRF24l01的基本详细信息。
radio.openWritingPipe（管道） radio.printDetails（）
准备字符串形式的消息。该消息将发送到Arduino UNO。
sendMessage = list（“ Hi..Arduino UNO”）， 而len（sendMessage）<32： sendMessage.append（0）
开始写入收音机，并继续写入完整的字符串，直到收音机可用为止。随它一起，记下时间并打印消息传递的调试语句。
而True： start = time.time（） radio.write（sendMessage） print（“发送消息：{}”。format（sendMessage）） 发送 radio.startListening（）
如果字符串已完成并且管道已关闭，则打印一条调试消息，提示超时。
同时不radio.available（0）： time.sleep（1/100） 如果了time.time（） -开始> 2： 打印（ “超时”。）#打印错误消息，如果无线电断开连接或不能正常工作了 破
停止收听广播并关闭通讯，并在3秒钟后重新开始通讯以发送另一条消息。
radio.stopListening（）#关闭广播time.sleep（ 3）#延迟3秒
如果您了解python的基础知识，那么Raspberry程序很容易理解。本教程末尾提供了完整的Python程序。
在Raspberry Pi中执行Python程序：
执行以下步骤后，很容易执行程序：
- 将Python程序和库文件保存在同一文件夹中。
- 我的Sender程序文件名为 nrfsend.py ，而且每个文件都位于同一文件夹中
- 转到Raspberry Pi的命令终端。然后使用“ cd”命令找到python程序文件。
- 然后打开文件夹并编写命令“ sudo python3 your_program.py ”，然后按Enter。您将能够看到nRf24的基本详细信息，并且收音机将每隔3秒开始发送消息。发送完所有字符后，将显示调试消息。
现在，我们将在Arduino UNO中看到与接收器相同的程序。
编程Arduino UNO以使用nRF24l01接收消息
对Arduino UNO进行编程类似于对Raspberry Pi进行编程。我们将遵循类似的方法，但是使用不同的编程语言和步骤。这些步骤将包括nRF24l01的读取部分。可以从github页面下载Arduino的nRF24l01库。首先包括必要的库。我们使用的是使用I2C Shield的16x2 LCD，因此包含 Wire.h 库，并且nRF24l01与SPI接口，因此包含SPI库。
#包括
包括RF24和LCD库，用于访问RF24和LCD功能。
#包括
I2C的LCD地址是27，它是16x2 LCD，因此请将其写入函数中。
LiquidCrystal_I2C lcd（0x27，16，2）;
RF24与标准SPI引脚以及引脚9的CE和引脚10的CSN连接。
RF24收音机（9，10）;
启动无线电，将功率级别设置为76，然后将管道地址设置为与Raspberry Pi相同，然后打开管道进行读取。
radio.begin（）; radio.setPALevel（RF24_PA_MAX）; radio.setChannel（0x76）; const uint64_t pipe = 0xE0E0F1F1E0LL; radio.openReadingPipe（1，管道）;
开始I2C通讯并初始化LCD显示屏。
Wire.begin（）; lcd.begin（）; lcd.home（）; lcd.print（“准备接收”）;
开始收听广播中的传入消息，并将消息长度设置为32字节。
radio.startListening（）; char receiveMessage = {0}
如果连接了收音机，则开始阅读信息并保存。将消息打印到串行监视器，然后打印到显示器，直到下一条消息到达为止。间隔一段时间后，停止收音机收听并重试。这是10微秒。
如果（radio.available（））{ radio.read（receivedMessage，sizeof（receivedMessage））; Serial.println（receivedMessage）; Serial.println（“关闭无线电。”）; radio.stopListening（）; 字符串stringMessage（receivedMessage）; lcd.clear（）; 延迟（1000）; lcd.print（stringMessage）; }
将最后给出的完整代码上传到Arduino UNO，并等待消息被接收。
至此，完成了使用Raspberry Pi和nRf24l01发送消息并使用Arduino UNO和nRF24l01接收消息的完整教程。该消息将被打印到16x2 LCD上。管道地址在Arduino UNO和Raspberry Pi中都非常重要。如果您在执行此项目时遇到任何困难，请在下面发表评论或访问论坛进行更详细的讨论。
另请查看下面的演示视频。