引 言
随着社会信息化的加快,人们对家居的要求早已不只是物理空间,更为关注的是一个安全、方便、舒适的居家环境。为了很好地满足用户对家居网络的灵活性、可靠性以及便捷性等方面的需求,智能家居" title="智能家居">智能家居系统使用无线网络技术,不但克服了有线系统的高成本和不方便等缺点,而且使用方便,能够快捷地管理家务、监测家居环境、遥控家用电器等。
1 系统总体结构及工作原理
智能家居系统由主机、从机、接口设备及各家电设备组成,主从机都有一个无线收发芯片,通过主从机间无线数据的收发,实现一个小型的无线智能网络。芯片nRF24AP1" title="nRF24AP1">nRF24AP1内部结构包含串行接口UART、时钟模块、ANT协议机和1 Mb/s的射频收发信机等4个模块。首先MCU通过串口对nRF24AP1进行信道参数配置,nRF24AP1执行配置任务,主机执行发送数据包指令,通过空中接口完成数据信息包的发送与接收;从机接收数据信息,由从MCU执行任务,从而实现控制家电的目的。图l为系统总体框图。
2 硬件电路设计
(1)主机电路
处理器模块选用AVR系列的ATmegal6" title="ATmegal6">ATmegal6单片机,并通过键盘输入和液晶显示,利用nRF24AP1无线收发模块实现数据的发送和节点设备的控制。MCU和nRF24AP1通过异步串口实现通信。图2为主机框图。
(2)从机及接口设备电路
从机通过nRF24AP1进行数据接收,当有数据触发中断时,从机MCU从接收缓存中取出数据,并执行控制任务,通过接口设备(如智能开关)实现控制家电的目的。图3为从机框图。
3 软件设计
无线收发芯片nRF24AP1有“休眠”和“待机”两种省电模式,及配置收发的工作模式。模式与引脚关系如表1所列。