LPC1766與Si4432的無(wú)線(xiàn)數據傳輸系統設計

摘要：本文設計了一種基于微功率無(wú)線(xiàn)收發(fā)芯片Si4432的遠程數據傳輸系統。該系統采用ARM Cortex—M3核芯片LPC1766，通過(guò)SSP控制器操作射頻收發(fā)芯片，詳細論述了芯片基于時(shí)序的編程方法。該方案的運用可以實(shí)現無(wú)線(xiàn)數據的可靠收發(fā)，具有良好通信效果。
關(guān)鍵詞：微功率；無(wú)線(xiàn)數據傳輸；遠程控制

引言
隨著(zhù)社會(huì )的發(fā)展，空調系統廣泛應用于現代辦公大樓及高層建筑中，空調在改善和提高建筑物內部環(huán)境質(zhì)量的同時(shí)，也帶來(lái)了巨大的能源消耗。在現代樓宇建筑中，每年的夏冬兩季建筑物的大部分能耗被空調所占據，因此如何通過(guò)科學(xué)的方法降低空調能耗，是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。
積極地開(kāi)發(fā)與合理地運用節能控制技術(shù)，將分散的空調進(jìn)行集中統一的管理是降低空調能耗的有效途徑。隨著(zhù)傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、計算機技術(shù)的發(fā)展，各種信息數據的檢測、傳送、分析處理都具備了實(shí)現的條件和手段，促進(jìn)了物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)的迅猛發(fā)展，使分體空調控制的集中化、網(wǎng)絡(luò )化成為可能。
通過(guò)研究物聯(lián)網(wǎng)的構成及實(shí)際應用模式，探索將其引入到分體空調集中控制系統中來(lái)，構建一套基于物聯(lián)網(wǎng)的分體空調節能控制系統。由于各個(gè)感知節點(diǎn)分布較廣，傳統單一的有線(xiàn)傳輸方式在某些應用中存在傳輸不穩定、人機交互性不夠好、控制實(shí)時(shí)性不強、網(wǎng)絡(luò )不夠融合、布線(xiàn)不方便等缺點(diǎn)。因此，信息傳輸網(wǎng)絡(luò )應建成基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)相結合的混雜網(wǎng)絡(luò )架構，將數據匯聚至集中器統一管理，實(shí)現分體空調系統運行狀態(tài)、能耗以及環(huán)境狀況等數據準確、穩定的傳輸。其系統結構如圖1所示。

3．3 無(wú)線(xiàn)數據發(fā)送和接收
3．3．1 射頻芯片初始化及參數設置
Si4432有兩個(gè)只讀類(lèi)型的寄存器：Reg00(內部地址為00h的寄存器)表示設備類(lèi)型碼，Reg01表示版本代碼，其值在芯片出廠(chǎng)時(shí)已固定，后期不可更改。在此，可以在初始化時(shí)通過(guò)讀取Reg00和Reg01的值，來(lái)判斷Si4432是否已正常啟動(dòng)。
首先初始化LPC1766，啟動(dòng)SSP1控制器。讀取Si4432的Reg03和Reg04，將自動(dòng)清除中斷標志，并釋放nIRQ引腳。向Reg07寫(xiě)入0x80，即最高位置1，將復位所有的內部寄存器為默認狀態(tài)，延時(shí)10 ms等待Si4432正常工作后，統計啟動(dòng)次數。在Reg00和Reg01的值均滿(mǎn)足條件之后，再往相應的寄存器中填入通信參數，隨后立即進(jìn)入接收狀態(tài)。其流程如圖5所示。

3．3．2 無(wú)線(xiàn)發(fā)送程序
在發(fā)送數據之前，先將芯片設置為掛起(IDLE)狀態(tài)。指定待發(fā)送數據包的長(cháng)度，再向發(fā)送FIFO中填入相應字節數的數據。配置中斷返回類(lèi)型為“數據包發(fā)送完畢中斷”，即在Si4432將數據成功發(fā)送出去之后，通過(guò)中斷通知LPC1766。隨后使能發(fā)送，Si4432將自動(dòng)在數據幀中添加同步字等參數。其流程如圖6所示。

3．3．3 無(wú)線(xiàn)接收程序
當Si4432接收到數據時(shí)，將通過(guò)中斷觸發(fā)的方式，通知LPC1766來(lái)處理。首先獲取中斷狀態(tài)，判斷中斷的類(lèi)型。如果是“數據包發(fā)送完畢中斷”，則將射頻切換到接收狀態(tài)；如果是“有效數據包接收中斷”，則讀取數據包的長(cháng)度值，然后在FIFO中取出指定長(cháng)度值的數據。重新配置“有效數據包接收中斷”，復位接收FIFO，設置模塊處于接收狀態(tài)。當中斷處理函數結束之后，重新返回到中斷前處理的程序。其流程如圖7所示。

結語(yǔ)
本文介紹了一種基于LPC1766和Si4432的無(wú)線(xiàn)通信系統。對具體的硬件電路連接和軟件系統的設計進(jìn)行了詳細的介紹，著(zhù)重論述了通過(guò)SSP控制器與Si4432交互的時(shí)序編程方法。經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗證明，該系統通信可靠、穩定性強，具有良好的工程應用效果。