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基于ZigBee技術(shù)的智能家居無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )系統
作者：
時(shí)間：2012-04-20
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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4．2 鐵電存儲器
存儲器采用RAMTRON公司的FM24CL16，它是一種串行非易失性存儲器，其特點(diǎn)是可無(wú)限次地讀寫(xiě)，掉電數據可保護10年；寫(xiě)數據無(wú)延時(shí)；使用二線(xiàn)制串行總線(xiàn)及其傳輸規范進(jìn)行雙向傳輸，這種方式占用腳位少，占用線(xiàn)路板空間小，總線(xiàn)速度可以達到1MHz，靜態(tài)工作電流僅為1μA。這些特點(diǎn)使其十分適合本設計對功耗低、體積小、數據讀寫(xiě)頻繁的要求。
4．3 磁保持繼電路
磁保持繼電器采用松下公司的TQ2-L2—3V，通過(guò)MSP430F1232的輸出管腳DO_S、DO_R控制開(kāi)關(guān)管Q1、Q2的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，實(shí)現繼電器線(xiàn)圈電流的通斷控制，從而控制繼電器觸點(diǎn)的動(dòng)作。如果采用傳統繼電器，需要一直提供電流來(lái)維持繼電器狀態(tài)，這樣功耗很難降低。磁保持繼電器具有鎖存功能，觸點(diǎn)動(dòng)作后無(wú)需繼續提供電流，從而降低了功耗。其開(kāi)關(guān)兩端可耐壓直流220V，交流250V，滿(mǎn)足了通斷市電的要求。
4．4 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )收發(fā)模塊
該模塊特點(diǎn)是體積小、內嵌網(wǎng)絡(luò )通訊協(xié)議，符合ZigBee網(wǎng)絡(luò )層的標準，為IEEE.802.15.4標準兼容產(chǎn)品，可實(shí)現高效率發(fā)射、高靈敏度接收，無(wú)線(xiàn)數據速率高達76.8kbit/s。通過(guò)串口與MSP430F1232進(jìn)行通訊，將獲得的數據無(wú)線(xiàn)發(fā)送出去。
4．5 撥碼開(kāi)關(guān)
八位撥碼開(kāi)關(guān)的狀態(tài)決定該子節點(diǎn)的節點(diǎn)號和其實(shí)現的功能。
5 無(wú)線(xiàn)節點(diǎn)軟件設計
鑒于節點(diǎn)使用的通用性要求，需要上電后根據撥碼開(kāi)關(guān)確定子節點(diǎn)號及其所要完成的功能。其主要功能包括水電氣三表的數據采集和存儲、報警信息的獲取、設防撤防狀態(tài)的獲取和以上信息數據的無(wú)線(xiàn)發(fā)送。根據撥碼開(kāi)關(guān)的狀態(tài)確定節點(diǎn)需要完成的其中一項或幾項工作，并調用相應的初始化程序。由于無(wú)線(xiàn)通訊模塊的功耗較大，CPU大部分時(shí)間都處于休眠狀態(tài)，通過(guò)各級中斷喚醒CPU和恢復無(wú)線(xiàn)通訊模塊的正常工作。數據的無(wú)線(xiàn)發(fā)送和接收要遵守家庭網(wǎng)關(guān)通訊協(xié)議。
系統主程序流程圖如圖3所示。系統上電后，先關(guān)閉看門(mén)狗定時(shí)器，開(kāi)關(guān)電源進(jìn)入SNOOZE節功狀態(tài)，同時(shí)關(guān)閉無(wú)線(xiàn)通訊模塊電源，進(jìn)行I2C接口的初始化，讀取撥碼開(kāi)關(guān)狀態(tài)，并根據撥碼開(kāi)關(guān)的狀態(tài)進(jìn)行單片機通用I/O口的初始化，以確定其作為脈沖量輸入端口還是開(kāi)關(guān)量輸入端口，或是撤防設防輸入端口。其中，若作為脈沖量輸入端口，則調用相應脈沖量初始化程序，設置其端口為上升沿觸發(fā)；若作為開(kāi)關(guān)量輸入端口，則調用相應開(kāi)關(guān)量初始化程序，設置其端口為下降觸發(fā)；若作為撤防設防輸入端口，則調用設防撤防初始化程序，當前端口狀態(tài)為設防狀態(tài)時(shí)，進(jìn)行撤防初始化，設置其端口為上升沿觸發(fā)。當前端口狀態(tài)為撤防狀態(tài)時(shí)，進(jìn)行設防初始化，設置其端口為下降沿觸發(fā)。
端口初始化結束之后，進(jìn)行串行通訊UART接口初始化，打開(kāi)UART接收中斷使能，使其能響應網(wǎng)關(guān)發(fā)送給子節點(diǎn)的命令。定時(shí)器連續工作在計數模式，打開(kāi)計數器溢出中斷使能。
單片機各部分初始化結束后，進(jìn)入LPM3休眠模式，只有ACLK始終保持工作，因此在串行通訊UART和定時(shí)器初始化中，將其工作時(shí)鐘定義為ACLK是十分重要的，否則進(jìn)入LPM3休眠模式后，串口和定時(shí)器將停止工作和相應中斷。進(jìn)入LPM3休眠模式后，系統的功耗最低。
系統可響應I/O中斷，當其作為脈沖量輸入端口時(shí)，脈沖量上升沿觸發(fā)中斷，經(jīng)過(guò)去抖處理后，脈沖量計數增1，遇到進(jìn)位時(shí)，調用函數處理進(jìn)位，最后將計數值寫(xiě)入FRAM，進(jìn)入LPM3休眠模式。當其作為開(kāi)關(guān)量輸入端口時(shí)，開(kāi)關(guān)量下降沿觸發(fā)中斷，停止計數器計數，打開(kāi)電源，打開(kāi)串行通訊，重復發(fā)送報警信息，直到收到網(wǎng)關(guān)應答信息時(shí)才停止報警，恢復定時(shí)器計數，進(jìn)入LPM3休眠模式。
數據發(fā)送要遵循通訊協(xié)議，圖4所示為數據發(fā)送程序流程圖。由于文章篇幅所限，這里就不多述了。
本文介紹的基于ZigBee技術(shù)的智能家居無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )系統，由于其具有低成本、低功耗、較遠的覆蓋范圍及通用性的特點(diǎn)，將成為智能家居系統中的又一亮點(diǎn)，必將給現代智能家居系統帶來(lái)一場(chǎng)新的變革。
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