基于單片機(jī)無線控制的多功能打鈴儀設(shè)計

夏季作息打鈴時間：對接收到的時間進(jìn)行判斷，如果符合打鈴時間，則馬上切換通信信道(CH3 打鈴信道)，利用CC1101 向各子機(jī)發(fā)送打鈴控制信號，子機(jī)收到后打鈴。通信結(jié)束后重新切換到CH1 信道(信道)。冬季作息打鈴時間：除了預(yù)示打鈴時間外 其他都與夏季一樣。

2.3 系統(tǒng)自檢

為了保證主機(jī)與子機(jī)的正常通信，主機(jī)2 每天12 點01 分準(zhǔn)時發(fā)送信檢查信號，工作過程如下：

切換到信道3(CH3)，發(fā)送包含主機(jī)ID 信息的協(xié)議包給所有子機(jī)，延時等待子機(jī)1 應(yīng)答信號，子機(jī)接收到協(xié)議包后判斷ID 號是否有效，有效則向主機(jī)返回應(yīng)答，否則丟棄。如果主機(jī)長時間沒有接收到應(yīng)答信號，對應(yīng)I/O 口輸出低電平，指示對應(yīng)子機(jī)發(fā)生故障，繼續(xù)呼叫下一臺子機(jī)，直到所有子機(jī)檢測完畢為止。檢測結(jié)束后切換信道0(CH0)，繼續(xù)接收時基授時信號。

子機(jī)1 守候在03 信道，等待信號。接收到信號后判斷信號，是打鈴還是檢測。如果為打鈴則對應(yīng)的io 口為高電平。繼電器導(dǎo)通打鈴，延時15 秒后 重設(shè)為低電平。如果為檢測信號則發(fā)送應(yīng)答信號。

2.4 報警功能

如果有報警按鍵按下去，則停下子機(jī)工作，子機(jī)切換到CH3信道向主機(jī)發(fā)送報警信號，并打鈴，直到警報解除。如果外接有無線傳感器，子機(jī)通過CH5 信道巡檢各傳感器。

整個系統(tǒng)的通信過程如圖4 所示。

2.5 通信協(xié)議

各模塊之間通信采用簡單的協(xié)議包完成，根據(jù)具體情況不同，每個協(xié)議的字節(jié)數(shù)不同，具體如下：

(1)授時包(主機(jī)接收時基信號源)

授時包由8 個字節(jié)組成，每個字節(jié)定義為：0B :標(biāo)識符，恒為AAH ;1B :年;2B :月;3B :日;4B :時;5B :分;6B :秒;7B :星期。

(2)打鈴控制包(子機(jī)接收)

打鈴控制包為6 個字節(jié)，0B :命令字，不同的命令代表不同動作;1B :ID 號，存放子機(jī)的ID 地址;2B :鈴聲的類型;3B :

禁聲與否，00H 為禁聲，01H 為正常;4B :保留;5B :保留。

(3)巡檢包(子機(jī)接收)

巡檢控制包為3 個字節(jié)，0B :命令字，不同的命令代表不同動作。

1B :ID 號，存放子機(jī)1 的ID 地址。2B :動作指令。

(4)子機(jī)應(yīng)答包(子機(jī)發(fā)送)

巡檢控制包為3 個字節(jié)，0B :命令字，不同的命令代表不同動作;1B :ID 號，存放子機(jī)2 的ID 地址;2B :動作指令。

(5)報警信號包(子機(jī)發(fā)送)

巡檢控制包為2 個字節(jié)，0B :命令字，不同的命令代表不同動作;1B :ID 號，存放子機(jī)1. 的ID 地址。

(6)傳感器巡檢包(子機(jī)接收)

巡檢控制包為2 個字節(jié)，0B :命令字，不同的命令代表不同動作;1B :ID 號，存放子機(jī)2. 的ID 地址;2B :傳感器型號;3B :傳感器動作3 作品性能測試與分析

3.1 系統(tǒng)測試方案

方案一：在實驗室內(nèi)對幾個模塊的性能進(jìn)行測試，觀察各模塊的工作情況，及各主要元件工作穩(wěn)定性能。

方案二：在學(xué)校內(nèi)對幾個模塊進(jìn)行分開測試，觀察各模塊的運行情況及數(shù)據(jù)傳輸執(zhí)行情況。

3.2 測試設(shè)備

頻譜分析儀(AT6010+/AT6011+);數(shù)字式萬用表(DT9605A);模擬式萬用表(MF-47);標(biāo)準(zhǔn)時間(IBM 電腦)。

3.3 測試數(shù)據(jù)

3.4 結(jié)果分析

通過我們的多次測試，從各種數(shù)據(jù)反映。本系統(tǒng)性能穩(wěn)定，存在誤差小，可以很好的完成時間的收發(fā)及相應(yīng)的處理，對設(shè)置好的打鈴時間系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確的做出相應(yīng)的應(yīng)答，達(dá)到預(yù)期設(shè)計要求。因電源在測試過程的中電壓都可以長期穩(wěn)定在上述的測試值，電源的安全性能也是比較可靠。由于我們使用的GPS 模塊是第二代，固其在室內(nèi)的接收性能方面不是很理想，有接收失敗的情況發(fā)生;但我們的設(shè)計GPS 相關(guān)的模塊是安裝在室外的，固其存在的這一缺陷就不需要做太多的考慮了。

CC1100 無線模塊的收發(fā)距離在隔有障礙物時的收發(fā)距離只有150 米左右，空曠場合也只有200 米左右，固是限制其發(fā)展的主要問題之一，在一些范圍較大的場合將是本產(chǎn)品的劣勢，但我們可以做多種設(shè)置，在不同場合使用傳輸距離相應(yīng)的無線模塊就可以解決該問題。

4 結(jié)束語

電路的安裝和操作比較簡單，因主機(jī)1 采用太陽能供電，固可以將主機(jī)1 模塊安裝固定在樓頂?shù)扔嘘柟獾牡胤骄涂梢哉Ｊ褂昧?，注意要對模塊進(jìn)行保護(hù)(太陽能接收板除外)，盡量把其安裝在干燥陰涼的地方。

主機(jī)2 可以安裝在有人值班的值班室，接220V 市電就可正常工作，因其配備了各模塊的工作指示燈，可以很方便的從指示燈的工作情況判斷出各模塊的工作情況，有利于在出現(xiàn)問題時得到快速準(zhǔn)確解決。

而打鈴儀的安裝也比較簡單，只要找一個可以接220V 市電的地方將控制模塊與電鈴固定好就可以了，且其具備了一下載口，用專門的下載軟件(使用時要斷開220V 電源)，可以隨時對打鈴的情況進(jìn)行設(shè)置，且電鈴設(shè)有專門的接口，在電鈴損害時可以方便的進(jìn)行更換。

注意打鈴儀要安裝在周圍空氣中無易燃性、腐蝕性氣體、導(dǎo)電性塵埃、無顯著搖動和沖擊振動的環(huán)境中使用。

本設(shè)計通過合理選用元件及優(yōu)化的軟硬件設(shè)計，使我們的設(shè)計具有低功耗、低成本、便攜式、高精度的特點。且本設(shè)計也據(jù)有較大的升級空間，可以從軟硬件等多個方面入手進(jìn)行升級與優(yōu)化，應(yīng)用范圍廣，有較好的市場前景。