Si4432的無(wú)線(xiàn)熱網(wǎng)監測系統設計

摘要：針對目前熱網(wǎng)監測系統中存在的問(wèn)題，設計了一款基于C8051F310和Si4432通用無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊的無(wú)線(xiàn)熱網(wǎng)系統，并對其硬件和軟件設計中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了說(shuō)明。實(shí)驗證明，該系統具有較遠的通信距離和較強的穿墻能力，并且通信誤碼率較低。
關(guān)鍵詞：Si4432模塊；無(wú)線(xiàn)；熱網(wǎng)系統

引言
目前，城市住宅供熱的熱能早已商品化，往往諸多的熱量之差問(wèn)題，是供熱企業(yè)與居民矛盾的導火線(xiàn)。熱能計量成為供熱企業(yè)新的需求。根據目前住宅狀況，無(wú)線(xiàn)控制系統在熱網(wǎng)計量中具有施工方便，節省資源的優(yōu)勢。但是由于以往熱網(wǎng)采用的無(wú)線(xiàn)通信模塊的發(fā)射距離近，穿透性差，造成數據不能實(shí)時(shí)回讀和控制，不能充分體現熱網(wǎng)的計費充分透明。Si4432是Silicon Labs公司推出的新一代無(wú)線(xiàn)通信芯片，它具有發(fā)射距離遠、穿透能力強、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，完全可以應用到本系統中。通過(guò)Si4432的應用，熱網(wǎng)數據能夠可靠、實(shí)時(shí)地傳輸，通過(guò)GPRS無(wú)線(xiàn)通信模塊和Si4432無(wú)線(xiàn)傳輸模塊對熱網(wǎng)的控制，進(jìn)行溫度、壓力、控制閥的開(kāi)啟時(shí)間等數據的傳輸與交互，從而解決熱能計量不透明的問(wèn)題，為最終實(shí)現溫度的實(shí)時(shí)監控計量和熱網(wǎng)的參數采集提供前提條件。

1 關(guān)于Si4432芯片
Si4432芯片是Silicon Labs公司推出的一款高集成度、低功耗、多頻段的EZRadioPRO系列無(wú)線(xiàn)收發(fā)芯片。其工作電壓為1．9～3．6 V，20引腳QFN封裝(4 mm×4 mm)，可工作在315／433／868／915 MHz四個(gè)頻段；內部集成分集式天線(xiàn)、功率放大器、喚醒定時(shí)器、數字調制解調器、64字節的發(fā)送和接收數據FIFO以及可配置的GPIO等。
Si4432芯片在使用時(shí)所需的外部元件很少，僅需要1個(gè)30 MHz的晶振、幾個(gè)電容和電感就可組成一個(gè)高可靠性的收發(fā)系統，設計簡(jiǎn)單，且成本低。
Si4432的接收靈敏度達到-117 dB，可提供極佳的鏈路質(zhì)量，在擴大傳輸范圍的同時(shí)將功耗降至最低；最小濾波帶寬達8 kHz，具有極佳的頻道選擇性；在240～960MHz頻段內，不加功率放大器時(shí)的最大輸出功率就可達+20 dBm，設計良好時(shí)收發(fā)距離最遠可達2km。
Si4432做成無(wú)線(xiàn)通信模塊應用廣泛，可適用于無(wú)線(xiàn)數據通信、無(wú)線(xiàn)遙控系統、小型無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )、小型無(wú)線(xiàn)數據終端、無(wú)線(xiàn)抄表、門(mén)禁系統、無(wú)線(xiàn)遙感監測、水文氣象監控、機器人控制、無(wú)線(xiàn)RS485／RS232數據通信等諸多領(lǐng)域。
Si4432芯片引腳圖如圖1所示。

2 系統功能與結構設計
2．1 系統功能
系統可對熱網(wǎng)的運行實(shí)時(shí)監視、測量、記錄熱網(wǎng)運行參數并進(jìn)行參數(溫度、壓力等參數)的超限報警；完成日常的管理工作，包括報表的生成和打印、熱網(wǎng)計量管理、對控制器的控制、參數設定、遠程數據采集、運行數據的匯總、綜合分析以及歷史數據的備份等功能。通過(guò)對熱網(wǎng)進(jìn)行自動(dòng)控制，使整個(gè)系統供熱均勻，滿(mǎn)足舒適性要求。同時(shí)減少熱量消耗，達到節能的目的，為最終實(shí)現“熱”的商品化和市場(chǎng)化提供前提條件。