樓宇設備測控系統的無(wú)線(xiàn)數據采集與傳輸模塊設計

樓宇設備測控系統是智能建筑的重要組成部分，該系統將對整棟樓宇的空調制冷系統、給排水系統、變配電系統、照明系統、電梯、消防、安全防范系統等進(jìn)行信號采集和控制，實(shí)現樓宇設備管理自動(dòng)化，起到集中管理、分散控制、節約能耗的作用。
對于已經(jīng)投入運行的建筑安裝有線(xiàn)樓宇測控設備則比較困難與麻煩，但采用無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)技術(shù)可以方便地完成樓宇測控設備安裝布置，其組網(wǎng)靈活，安裝施工費用低廉，并能根據需要重新布置樓宇設備測控系統，具有可移動(dòng)性。

1 系統結構
樓宇設備測控系統包括nRF24LEl無(wú)線(xiàn)數據采集與控制模塊、nRF24LUl+無(wú)線(xiàn)USB接口模塊和PC機構成的樓宇設備測控中心，系統方框圖如圖l所示。

無(wú)線(xiàn)數據采集與控制模塊實(shí)時(shí)監測和控制各樓宇設備子系統，負責各個(gè)子系統現場(chǎng)實(shí)時(shí)狀態(tài)數據的采集、緩存和轉發(fā)，并實(shí)時(shí)將各子系統監控的狀態(tài)變化以無(wú)線(xiàn)方式，通過(guò)無(wú)線(xiàn)USB接口模塊傳送給監控中心。同時(shí)，監控中心也通過(guò)無(wú)線(xiàn)USB接口模塊以無(wú)線(xiàn)方式將控制命令傳送給無(wú)線(xiàn)數據采集模塊，實(shí)現各樓宇設備子系統的控制。

2 無(wú)線(xiàn)數據采集模塊電路
無(wú)線(xiàn)數據采集模塊是以nRF24LEl低成本、高性能的嵌入式微處理器智能射頻收發(fā)器為核心。
nRF24LEl是一款適合超低功耗無(wú)線(xiàn)應用的SoC，片上集成了Intel805l 8位微處理器、nash存儲器、低功耗振蕩器、實(shí)時(shí)計數器、AES硬件加密器、隨機數據發(fā)生器、節能控制等部件，并提供了一個(gè)理想的無(wú)線(xiàn)協(xié)議平臺，以保證協(xié)議的無(wú)縫連接、安全性、低功耗以及抗干擾性能。對于應用層，nRF24LEl提供主從SPI接口，UART，6～12位A／D轉換器，PWM，模擬比較器，定時(shí)器以及外部中斷等外設功能，以滿(mǎn)足測量與控制需要。
nRF24LEl構成的無(wú)線(xiàn)數據采集模塊主電路如圖2所示。

3 無(wú)線(xiàn)USB模塊電路
無(wú)線(xiàn)USB模塊電路由nRF24LUl+實(shí)現。nRF24LUl+內置有2．4 GHz射頻收／發(fā)內核，支持12 Mh／s全速USB接口，具有2 Mb／s的空中無(wú)線(xiàn)速率。具有內部穩壓器，直接使用USB總線(xiàn)供電，而不需要外部穩壓器，節約成本和PCB板空間。集成的PLL鎖相環(huán)合成器可為射頻及USB提供時(shí)鐘，無(wú)需外部濾波、諧振器和壓控二極管，只需要低成本的±6×10-9精度的16 MHz晶體。nRF24LUl+構成的無(wú)線(xiàn)USB模塊電路如圖3所示。