基于Cortex-M3微處理器的智能家居監(jiān)控終端的設(shè)計(jì)
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2．2 Zigbee模塊設(shè)計(jì)
在RF收發(fā)器上，本設(shè)計(jì)選用了Chipcon公司的CC2420射頻收發(fā)器，它實(shí)現(xiàn)Zigbee協(xié)議的物理層(PHY)及媒體訪問(wèn)控制層(MAC)，具備65，000個(gè)節(jié)點(diǎn)通道并可隨時(shí)擴(kuò)充，以及低耗電、250kbps傳輸速率、快速喚醒時(shí)間(30ms)、CSMA-CA通道狀態(tài)偵測(cè)等特性。
CC2420可以通過(guò)4線SPI總線(SI、SO、SCLK、CSn)設(shè)置芯片的工作模式，并實(shí)現(xiàn)讀／寫(xiě)緩存數(shù)據(jù)，讀／寫(xiě)狀態(tài)寄存器等。通過(guò)控制FIFO和FIFOP管腳接口的狀態(tài)可設(shè)置發(fā)射／接收緩存器。在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中CSn必須始終保持低電平。另外，通過(guò)CCA管腳狀態(tài)的設(shè)置可以控制清除通道估計(jì)，通過(guò)SFD管腳狀態(tài)的設(shè)置可以控制時(shí)鐘／定時(shí)信息的輸入。
Zigbee模塊的電路原理圖如圖3所示：本文引用地址：http://www.butianyuan.cn/article/162076.htm
3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)利用C語(yǔ)言進(jìn)行編程，采用“嵌入式操作系統(tǒng)”加“應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)”模式，采用模塊化設(shè)計(jì)方法。本系統(tǒng)中采用的操作系統(tǒng)是uC／OS-Ⅱ。它是一個(gè)嵌入式多任務(wù)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，具有簡(jiǎn)潔高效、易于移植、可裁剪等特點(diǎn)。針對(duì)本系統(tǒng)各模塊我們?cè)O(shè)計(jì)了相應(yīng)的獨(dú)立任務(wù)完成所需的功能，主要包括主程序任務(wù)、安防報(bào)警任務(wù)、信息家電控制任務(wù)和三表抄送任務(wù)。
3．1 主程序設(shè)計(jì)
主程序任務(wù)是其他各任務(wù)的創(chuàng)建者，由它來(lái)管理各個(gè)任務(wù)的創(chuàng)建及運(yùn)行。故程序運(yùn)行時(shí)首先創(chuàng)建主程序任務(wù)，它的顯示界面將提供其他各個(gè)任務(wù)的進(jìn)入菜單。系統(tǒng)主程序流程圖如圖4所示。
從圖中可以看到，系統(tǒng)上電后，首先進(jìn)行系統(tǒng)初始化(包括LCD、中斷、串口等初始化)，再進(jìn)行Zigbee網(wǎng)絡(luò)的硬件初始化，再進(jìn)入操作系統(tǒng)uC／OS-II的載入及初始化，接下來(lái)創(chuàng)建主程序任務(wù)，主程序任務(wù)默認(rèn)又創(chuàng)建安防報(bào)警任務(wù)并進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)要進(jìn)行其他模塊任務(wù)的創(chuàng)建時(shí)就需要將安防報(bào)警任務(wù)掛起，等其他模塊任務(wù)退出后再恢復(fù)運(yùn)行安防報(bào)警模塊。每一時(shí)刻在uC／OS-II最多只有兩個(gè)任務(wù)處于運(yùn)行狀態(tài)，這樣做很好地保證了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。
3．2 Zigbee收發(fā)子程序設(shè)計(jì)
在對(duì)Zigbee節(jié)點(diǎn)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)置時(shí)，使用Chipcon公司提供的開(kāi)發(fā)套件，該套件包括各種高性能的Zigbee軟件工具，如網(wǎng)絡(luò)設(shè)置器、協(xié)議追蹤調(diào)試工具等。Zigbee收發(fā)子程序流程圖如圖5所示：
4 結(jié)論
本系統(tǒng)采用具有ARM Cortex-M3的嵌入式器件LPC1769作為主控制器件，在uC／OS-Ⅱ平臺(tái)上構(gòu)建了一個(gè)能夠接入Internet的嵌入式智能家居監(jiān)控終端。經(jīng)檢驗(yàn)，此系統(tǒng)工作性能穩(wěn)定，與傳統(tǒng)智能家居系統(tǒng)相比更舒適、方便、快捷，應(yīng)用前景廣闊。另外，本文提出的原理和方法對(duì)于一些基于網(wǎng)絡(luò)接口的嵌入式系統(tǒng)都具有一定的參考價(jià)值。
評(píng)論