一种智能家居设计方案的实现
出处:中华龙 发布于:2011-06-30 21:09:54
引 言
20世纪80年代初,随着大量采用电子技术的家用电器面市,住宅电子化(HE,Homen Electronics)出现。80年代中期,将家用电器、通信设备与安保防灾设备各自独立的功能综合为一体后,形成了住宅自动化概念(HA,Home Automation)。80年代末,由于通信与信息技术的发展,出现了对住宅中各种通信、家电、安保设备通过总线技术进行监视、控制与管理的商用系统,这在美国称为Smart Home,也就是现在智能家居的原型。
智能家居是以住宅为平台,利用综合布线技术、网络通信技术、 智能家居-系统设计方案安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成,构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统,提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性,并实现环保节能的居住环境。
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。
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