基于nRF24AP1的智能家居設(shè)計(jì)方案
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3．2 信道配置
在ANT節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)通信之前，必須對(duì)信道參數(shù)進(jìn)行配置，這些參數(shù)包括網(wǎng)絡(luò)號(hào)、射頻頻率、信道ID(生產(chǎn)商ID／設(shè)備類型／設(shè)備號(hào))、信道類型和信道周期。主從結(jié)點(diǎn)要求網(wǎng)絡(luò)號(hào)、射頻頻率和信道周期3個(gè)參數(shù)設(shè)置完全一致，信道類型參數(shù)的設(shè)置必須一一對(duì)應(yīng)，例如“雙向發(fā)送信道”對(duì)應(yīng)“雙向接收信道”。至于信道ID 參數(shù)，則應(yīng)從節(jié)點(diǎn)遵循主節(jié)點(diǎn)的設(shè)置。
主機(jī)通過(guò)串口對(duì)信道參數(shù)進(jìn)行配置，配置過(guò)程如下：
①配置信道之前要進(jìn)行系統(tǒng)復(fù)位，執(zhí)行ANT_ResetSystem()；
②分配信道，執(zhí)行ANT_AssignChannel()；
③配置信道ID，執(zhí)行ANT__SetChannelID()。
同樣，各從機(jī)也按照主機(jī)配置步驟對(duì)從機(jī)進(jìn)行信道參數(shù)配置，設(shè)置自己的信道號(hào)、信道類型、網(wǎng)絡(luò)號(hào)等。
3．3 節(jié)點(diǎn)配置
ANT協(xié)議中，通信節(jié)點(diǎn)建立連接的過(guò)程稱為節(jié)點(diǎn)配對(duì)的過(guò)程。ANT協(xié)議提供兩層配對(duì)控制，即信道ID和配對(duì)比特。
對(duì)于信道ID，只有相同的或兼容的信道ID才允許配對(duì)。
對(duì)于信道比特，信道ID參數(shù)中“設(shè)備類型”字段的最高位規(guī)定為ANT的“配對(duì)比特”。當(dāng)從節(jié)點(diǎn)對(duì)僅知曉部分信道ID參數(shù)時(shí)，該比特的設(shè)置才對(duì)配對(duì)結(jié)果有影響。ANT協(xié)議規(guī)定，具有兼容的信道ID參數(shù)且配對(duì)比特的設(shè)置也相同的節(jié)點(diǎn)才能實(shí)現(xiàn)配對(duì)。
如果信道ID的所有數(shù)據(jù)域都是已知的，將不需要配對(duì)比特，因?yàn)榻邮照咭呀?jīng)準(zhǔn)確地知道要和哪個(gè)發(fā)送者連接，當(dāng)使用配對(duì)比特并且信道ID的數(shù)據(jù)域至少一個(gè)是wild card時(shí)，期望和另一方建立通信的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)在連接過(guò)程中配對(duì)比特必須處于同一狀態(tài)。
3．4 打開(kāi)信道，發(fā)送數(shù)據(jù)
當(dāng)用戶想遙控家電時(shí)，主機(jī)執(zhí)行數(shù)據(jù)發(fā)送。主機(jī)有輸入按鍵1、2等(代表信道1、信道2)來(lái)選擇信道，當(dāng)有按鍵輸入時(shí)，主機(jī)從休眠模式快速蘇醒，快速完成數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)。另還有發(fā)送按鍵“SEND”，用來(lái)調(diào)用發(fā)送數(shù)據(jù)函數(shù)。
執(zhí)行過(guò)程如下：
①打開(kāi)信道，調(diào)用ANT_OpenChannel()；
②發(fā)送數(shù)據(jù)，調(diào)ANT_SendBroadcastData()。
例如通過(guò)按鍵“1”打開(kāi)1信道，主程序調(diào)用ANT_OpenChannel(1)一>SerialData0xA4，0x01，0x4B， 0x01，0xEF)，即調(diào)用ANT_OpenChannel(1)將產(chǎn)生串行數(shù)據(jù)(0xA4，0x0l，0x4B，0x01，0xEF)，然后把這些串行數(shù)據(jù)以比特的形式發(fā)送到ANT模塊的接收緩存。ANT協(xié)議自動(dòng)移去0xA4、0X01、0x4B、0xEF，即第4個(gè)數(shù)據(jù)0x01為有效數(shù)據(jù)，放在接收緩存，觸發(fā)接收中斷。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/157999.htm
4 液晶模塊接口與鍵盤接口設(shè)計(jì)
按鍵用于數(shù)據(jù)輸入。本設(shè)計(jì)使用獨(dú)立式按鍵，電路簡(jiǎn)單，每個(gè)按鍵接通一條輸入數(shù)據(jù)線，這樣按鍵工作不會(huì)影響其他I／O口。這里用3個(gè)按鍵舉例，介紹電路使用查詢方式。
按鍵1：“CHl”，輸入信道“1”。
按鍵2：“CH2”，輸入信道“2”。
按鍵3：“SEND”，發(fā)送數(shù)據(jù)。
LCD作為人機(jī)交互界面，通過(guò)按鍵輸入顯示選擇的信道(CHl／CH2)，通過(guò)按鍵輸入信道數(shù)，執(zhí)行打開(kāi)信道函數(shù)ANT_OpenChannel()。如打開(kāi)信道1，執(zhí)行ANT_OpenChannel(1)。主機(jī)處于查詢接收狀態(tài)，主機(jī)尋找匹配信道的節(jié)點(diǎn)，然后建立連接，等待數(shù)據(jù)的傳輸。點(diǎn)“SEND” 按鍵，執(zhí)行發(fā)送數(shù)據(jù)消息函數(shù)ANT_SendBroad-castData()發(fā)送數(shù)據(jù)。每次打開(kāi)信道和發(fā)送數(shù)據(jù)消息成功都有LED指示。
當(dāng)主機(jī)沒(méi)有數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，主機(jī)MCU置SLEEP為高，使主機(jī)進(jìn)入休眠狀態(tài)，進(jìn)入省電模式，以達(dá)到省電節(jié)能的目的。圖4為軟件實(shí)現(xiàn)流程圖。
結(jié)語(yǔ)
本設(shè)計(jì)方案中的智能家居系統(tǒng)利用無(wú)線網(wǎng)路芯片nRF24APl傳輸數(shù)據(jù)，硬件電路簡(jiǎn)單。芯片內(nèi)嵌ANT協(xié)議，協(xié)議結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易，使用方便，成本較低，超低功耗，軟件設(shè)計(jì)合理，使用穩(wěn)定可靠，效率高，而且節(jié)點(diǎn)易擴(kuò)展。這不僅在智能家居方面，還在體育娛樂(lè)、遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)、醫(yī)療工業(yè)自動(dòng)化及其他新興無(wú)線應(yīng)用領(lǐng)域，都具有推廣價(jià)值和廣闊的市場(chǎng)前景。
評(píng)論