摘要 在全球節(jié)能的大前提下，低功耗的重要性日益凸顯。無線微控制器sil000具有超低功耗特性，其內(nèi)置收發(fā)器提供了具有高輸出功率和高靈敏度的卓越的RF性能，可滿足電池供電的智能家居系統(tǒng)的應(yīng)用需求。本文介紹了以sil000為主控芯片的智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。

【關(guān)鍵詞】低功耗 控制系統(tǒng) sil000

1 引言

近年來，無線技術(shù)在穩(wěn)定性、成本和后續(xù)擴(kuò)展等方面有著很大優(yōu)勢，為其應(yīng)用到智能家居系統(tǒng)提供了可能。目前，在全球節(jié)能的大前提下，無線控制系統(tǒng)中的低功耗性能的重要性日益凸顯。本系統(tǒng)采用了芯科公司的Sil000微處理器來實(shí)現(xiàn)無線控制。它的超低功耗架構(gòu)和內(nèi)置收發(fā)器，可滿足電池供電的智能家居系統(tǒng)、室外監(jiān)測、便攜儀表等系統(tǒng)的應(yīng)用需求。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

Sil000具有超低功耗特性，工作電壓1.8-3.6V。工作模式下，電流消耗（160μA/MHz）;睡眠模式下，消耗電流最高為615Na，最低至315Na;深度睡眠模式下，僅需25Na工作電流，且不會(huì)丟失RAM數(shù)據(jù)。快速喚醒（2μs）極大的延長了采用鋰/堿性電池的應(yīng)用中的電池壽命，這使得該芯片能夠提供最佳的能源效率。芯片內(nèi)部集成EZRadioPRO收發(fā)器，其頻率連續(xù)可調(diào)范圍為：240-960MHz，傳輸距離可高達(dá)2千米。此外，芯片內(nèi)部設(shè)置大于4M的RAM，64Kb的Flash和10位的ADC，采用C2接口進(jìn)行軟硬件的聯(lián)合調(diào)試，方便快捷，極大的滿足了設(shè)計(jì)者的使用。

本系統(tǒng)的組成包括：主控制級(jí)和多個(gè)現(xiàn)場控制級(jí)?，F(xiàn)場控制級(jí)能夠采集到控制對象的各種信息，并對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，在特定條件下報(bào)警及給出相應(yīng)的措施。主控制級(jí)主要由控制器、液晶顯示模塊、鍵盤輸入模塊等組成;現(xiàn)場控制級(jí)主要由控制器和各類傳感器、執(zhí)行裝置構(gòu)成。主控制級(jí)和現(xiàn)場控制級(jí)均可雙向收發(fā)，實(shí)現(xiàn)全雙工無線通信。電路系統(tǒng)框圖如圖1所示，從機(jī)數(shù)目n可高達(dá)32個(gè)。

3 軟件設(shè)計(jì)

將sil000芯片的內(nèi)置功能模塊編寫成獨(dú)立的函數(shù)由主程序調(diào)用，其中包括系統(tǒng)初始化、無線發(fā)送數(shù)據(jù)、無線接收數(shù)據(jù)等。

系統(tǒng)上電后，先對系統(tǒng)進(jìn)行初始化，主要是對sil000芯片的端口和功能寄存器進(jìn)行配置;然后根據(jù)系統(tǒng)預(yù)設(shè)的時(shí)間采集傳感器的有效數(shù)據(jù)，在從機(jī)端對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，若超限則觸發(fā)控制裝置以改善環(huán)境參數(shù);若不超限則將數(shù)據(jù)發(fā)送至主機(jī)端;主機(jī)端接收數(shù)據(jù)，并與系統(tǒng)預(yù)置參數(shù)進(jìn)行對比，超限報(bào)警并顯示，不超限則直接顯示。主控制端可通過02接口與PC機(jī)通信，鑒于USB口的便捷，通過SIL2104將UART接口轉(zhuǎn)換為USB接口。

主從機(jī)間的數(shù)據(jù)通信以無線形式進(jìn)行，發(fā)送程序就是采用數(shù)據(jù)包將數(shù)據(jù)發(fā)送出去，數(shù)據(jù)包由前導(dǎo)碼、同步字、數(shù)據(jù)和校驗(yàn)字。數(shù)據(jù)格式為：L DATA。其中L是地址碼，兩個(gè)字節(jié)，DATA為需要發(fā)送的數(shù)據(jù)。如模塊地址是Ox0002，待發(fā)送的數(shù)據(jù)為“123”，發(fā)送數(shù)據(jù)格式為：0200313233，為十六進(jìn)制數(shù)據(jù)。接收程序類似于發(fā)送程序，模塊處于接收工作狀態(tài)并不斷檢測接收標(biāo)志RxPacketReceived，當(dāng)其值為1時(shí)，將接收數(shù)據(jù)取出。

Sil000因工作頻率較低，在對數(shù)據(jù)速率要求不是特別高的情況下能夠很好的滿足較遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?。?jīng)實(shí)驗(yàn)證明在1500m的收發(fā)距離下，當(dāng)傳輸速率較低時(shí)，誤碼率為0。

4 結(jié)語

本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，使用了sil000無線微控制器，僅需少量外圍元件就可構(gòu)成簡單的家居控制器，能完成高性能無線收發(fā)信號(hào)?？梢垣@得家居的各種運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)現(xiàn)場情況聯(lián)動(dòng)家電控制。因其易組網(wǎng)控制，擴(kuò)展空間很大，它既可以是單戶家庭使用的智能家居系統(tǒng)，也可以是基于智能小區(qū)平臺(tái)的智能家居系統(tǒng)。

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