随着无线传感网技术的发展,ISM(工业科学医学)频段无线收发芯片被广泛应用于工业测控、智能家居、农业监测等无线通信系统中。通信主站作为系统的中心节点,需要与各子节点的无线收发芯片通信。各子节点应根据数据流量、数据速率、功耗、成本等多种需求,合理选择不同的收发芯片。但各种收发芯片的性能差异,导致很难设计通信主站,使同一通信系统兼容多种收发芯片。而软件无线电技术具有硬件通用化、功能软件化和可扩展的特点,能满足通信主站的设计需求。本文基于软件无线电架构,设计实现了一个多频段、多制式、多信道的嵌入式ISM频段通信主站,构建正交采样的宽带零中频无线收发机。在硬件设计部分,本文分析了模拟信号处理板和数字信号处理板的器件选型和电路原理,包括AD/DA电路、射频前端电路和数字信号处理电路。数字信号处理器采用Xilinx ZYNQ-7020,集成了ARM处理器的软件可编程性与FPGA的硬件可编程性,以实现硬件驱动和数字通信算法。在软件设计部分,本文分析了调制解调、信道化发射和接收、数据传输和底层硬件驱动。根据无线传感网ISM频段的通信需求,设计了多种常用调制解调模块,基于多相滤波技术实现高效的复信号信道化收发模块。运用FPGA和ARM的嵌入式软硬件协同设计,实现了 ZYNQ-7020芯片内部可编程逻辑逻辑单元(PL)与处理系统单元(PS)的高速数据传输,以及AD/DA转换模块。在ARM中设计了射频前端驱动模块,可根据通信频率、带宽、收发模式等参数设置硬件电路。在完成ISM频段通信主站软硬件设计和调试的基础上,构建了通信主站和不同收发芯片组成的实验系统。测试结果表明,通信主站可同时与多个无线收发芯片通信,频率范围覆盖30MHz～6GHz,调制解调方式包括ASK和GFSK,功能及性能符合要求。该通信主站通过增加和升级软件模块,可进一步扩展功能,满足无线传感网的多种应用需求。