基于nRF24AP1的智能家居設計方案
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3．2 信道配置
在A(yíng)NT節點(diǎn)實(shí)現通信之前，必須對信道參數進(jìn)行配置，這些參數包括網(wǎng)絡(luò )號、射頻頻率、信道ID(生產(chǎn)商ID／設備類(lèi)型／設備號)、信道類(lèi)型和信道周期。主從結點(diǎn)要求網(wǎng)絡(luò )號、射頻頻率和信道周期3個(gè)參數設置完全一致，信道類(lèi)型參數的設置必須一一對應，例如“雙向發(fā)送信道”對應“雙向接收信道”。至于信道ID 參數，則應從節點(diǎn)遵循主節點(diǎn)的設置。
主機通過(guò)串口對信道參數進(jìn)行配置，配置過(guò)程如下：
①配置信道之前要進(jìn)行系統復位，執行ANT_ResetSystem()；
②分配信道，執行ANT_AssignChannel()；
③配置信道ID，執行ANT__SetChannelID()。
同樣，各從機也按照主機配置步驟對從機進(jìn)行信道參數配置，設置自己的信道號、信道類(lèi)型、網(wǎng)絡(luò )號等。
3．3 節點(diǎn)配置
ANT協(xié)議中，通信節點(diǎn)建立連接的過(guò)程稱(chēng)為節點(diǎn)配對的過(guò)程。ANT協(xié)議提供兩層配對控制，即信道ID和配對比特。
對于信道ID，只有相同的或兼容的信道ID才允許配對。
對于信道比特，信道ID參數中“設備類(lèi)型”字段的最高位規定為ANT的“配對比特”。當從節點(diǎn)對僅知曉部分信道ID參數時(shí)，該比特的設置才對配對結果有影響。ANT協(xié)議規定，具有兼容的信道ID參數且配對比特的設置也相同的節點(diǎn)才能實(shí)現配對。
如果信道ID的所有數據域都是已知的，將不需要配對比特，因為接收者已經(jīng)準確地知道要和哪個(gè)發(fā)送者連接，當使用配對比特并且信道ID的數據域至少一個(gè)是wild card時(shí)，期望和另一方建立通信的兩個(gè)節點(diǎn)在連接過(guò)程中配對比特必須處于同一狀態(tài)。
3．4 打開(kāi)信道，發(fā)送數據
當用戶(hù)想遙控家電時(shí)，主機執行數據發(fā)送。主機有輸入按鍵1、2等(代表信道1、信道2)來(lái)選擇信道，當有按鍵輸入時(shí)，主機從休眠模式快速蘇醒，快速完成數據傳輸任務(wù)。另還有發(fā)送按鍵“SEND”，用來(lái)調用發(fā)送數據函數。
執行過(guò)程如下：
①打開(kāi)信道，調用ANT_OpenChannel()；
②發(fā)送數據，調ANT_SendBroadcastData()。
例如通過(guò)按鍵“1”打開(kāi)1信道，主程序調用ANT_OpenChannel(1)一>SerialData0xA4，0x01，0x4B， 0x01，0xEF)，即調用ANT_OpenChannel(1)將產(chǎn)生串行數據(0xA4，0x0l，0x4B，0x01，0xEF)，然后把這些串行數據以比特的形式發(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)數據0x01為有效數據，放在接收緩存，觸發(fā)接收中斷。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/157999.htm
4 液晶模塊接口與鍵盤(pán)接口設計
按鍵用于數據輸入。本設計使用獨立式按鍵，電路簡(jiǎn)單，每個(gè)按鍵接通一條輸入數據線(xiàn)，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(xún)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)送數據。
LCD作為人機交互界面，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，執行打開(kāi)信道函數ANT_OpenChannel()。如打開(kāi)信道1，執行ANT_OpenChannel(1)。主機處于查詢(xún)接收狀態(tài)，主機尋找匹配信道的節點(diǎn)，然后建立連接，等待數據的傳輸。點(diǎn)“SEND” 按鍵，執行發(fā)送數據消息函數ANT_SendBroad-castData()發(fā)送數據。每次打開(kāi)信道和發(fā)送數據消息成功都有LED指示。
當主機沒(méi)有數據發(fā)送時(shí)，主機MCU置SLEEP為高，使主機進(jìn)入休眠狀態(tài)，進(jìn)入省電模式，以達到省電節能的目的。圖4為軟件實(shí)現流程圖。
結語(yǔ)
本設計方案中的智能家居系統利用無(wú)線(xiàn)網(wǎng)路芯片nRF24APl傳輸數據，硬件電路簡(jiǎn)單。芯片內嵌ANT協(xié)議，協(xié)議結構簡(jiǎn)易，使用方便，成本較低，超低功耗，軟件設計合理，使用穩定可靠，效率高，而且節點(diǎn)易擴展。這不僅在智能家居方面，還在體育娛樂(lè )、遠程控制系統、醫療工業(yè)自動(dòng)化及其他新興無(wú)線(xiàn)應用領(lǐng)域，都具有推廣價(jià)值和廣闊的市場(chǎng)前景。
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