2．4 GHz無線收發(fā)芯片A7105及其應(yīng)用

摘要：通過分析當(dāng)前智能家居存在的諸如價格高、功能多而不實(shí)用等問題，本文進(jìn)行了室內(nèi)照明無線遙控系統(tǒng)的研究。采用2．4 GHz無線收發(fā)芯片A7105，設(shè)計(jì)了軟硬件電路，以LED模擬照明燈，實(shí)現(xiàn)了無線遙控功能，并分析了本系統(tǒng)存在的問題及進(jìn)一步的發(fā)展。最后對于本系統(tǒng)成本進(jìn)行了分析，指出本系統(tǒng)具有低價位的突出優(yōu)點(diǎn)，為進(jìn)一步設(shè)計(jì)實(shí)用的室內(nèi)照明無線遙控系統(tǒng)提供了可能。若后續(xù)研究成功后，定會有廣闊的應(yīng)用前景。
關(guān)鍵詞：A7105；無線收發(fā)芯片；遙控；無線通信

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)與自動化技術(shù)的發(fā)展，照明控制技術(shù)有了很大的進(jìn)步，逐步進(jìn)入了智能控制時代。傳統(tǒng)智能照明控制系統(tǒng)采用總線方式，具有布線麻煩、增減設(shè)備需要重新布線、系統(tǒng)可擴(kuò)展性差、安裝和維護(hù)成本高以及移動性能差等缺點(diǎn)。智能照明控制系統(tǒng)在逐步進(jìn)人無線控制時代。文獻(xiàn)報道了在ZigBee傳感網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上提出了一種新型的室內(nèi)智能照明控制系統(tǒng)，但實(shí)用的室內(nèi)照明控制器必須是低價位的，目前基于ZigBee協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的無線收發(fā)芯片的價格，便宜的也在十幾元，這就使得開關(guān)結(jié)點(diǎn)的價格過高。
AMICCOM(笙科)公司于2008年推出的一款2．4 GHz無線收發(fā)芯片A7105，該芯片低價位的突出特點(diǎn)為其在無線短距離消費(fèi)市場贏得了巨大的優(yōu)勢。但與ZigBee系列的標(biāo)準(zhǔn)芯片相比，A7105的開發(fā)不具備標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，這使得其開發(fā)難度大大增加，這也是該芯片遲遲未能得到廣泛應(yīng)用的主要原因。本文采用經(jīng)過二次開發(fā)后的A7105無線收發(fā)模塊，設(shè)計(jì)了發(fā)送與接收端的軟硬件電路。發(fā)送端通過按鍵控制來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送，接收端接收到信號后，控制LED的亮滅，實(shí)現(xiàn)了無線控制功能，為進(jìn)一步研究實(shí)用的室內(nèi)照明無線遙控系統(tǒng)奠定了良好基礎(chǔ)。

1 A7105及無線收發(fā)模塊
A7105內(nèi)含高靈敏度的接收器(1 Mbps@-93 dBm)，在10 m以內(nèi)的產(chǎn)品應(yīng)用中可大幅度減低RF的輸出功率(0～10 dBm)，以避免射頻產(chǎn)品對人體造成可能的損害，同時又能適應(yīng)50 m一般環(huán)境的應(yīng)用。A7105的所有參數(shù)可以通過SPI口配置內(nèi)部寄存器來進(jìn)行設(shè)置，最高的速率可達(dá)500 kb／s，適應(yīng)4線或3線的SPI控制。另外射頻數(shù)據(jù)的處理有2種模式可供選擇：FIFO(利用RF內(nèi)部的memory先儲存要發(fā)射／接收的數(shù)據(jù))和Direct(直接發(fā)射／接收)。A7105內(nèi)建RSSI，溫度傳感器，可以用來偵測環(huán)境對RF IC的影響，而且也內(nèi)建1路ADC，作為偵測電壓使用。
A7105芯片的具體特點(diǎn)如下：1)頻帶為2 400～2 483MHz(ISM頻帶)；2)FSK／GFSK調(diào)制；3)發(fā)射電流為19 mA(輸出0 dBm)；4)接收電流為16 mA；5)休眠電流1 μA；6)內(nèi)置RA振蕩器；7)高靈敏度：-99 dBm@250 kb／s，-96 dBm@500kb／s；8)收發(fā)獨(dú)立的64字節(jié)FIFO。
本文使用的是經(jīng)過二次開發(fā)的以A7105為核心的無線收發(fā)模塊。該模塊集成了無線收發(fā)的基本元器件，A7105的SCS、SCK、SDI0、GPIO1、GPI02等管腳已預(yù)留接口，便于和微處理器相連。模塊上帶有PCB天線，如果想增大傳輸距離，也可以外置天線。該無線模塊采用直流電源，工作電壓為+3．3 V，最大工作電流不超過21 mA，電源可以和別的設(shè)備公用，但要注意電源的質(zhì)量和接地的可靠性。為防止靜電或強(qiáng)電擊穿，在系統(tǒng)設(shè)備中使用時，需要可靠的接地，接地的同時需與市電完全隔離。

2 室內(nèi)照明無線控制系統(tǒng)
室內(nèi)照明無線控制系統(tǒng)由1個主遙控器和多個無線遙控終端(無線開關(guān))組成。由于室內(nèi)距離較短，故系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用星型結(jié)構(gòu)，如圖1所示。各個無線開關(guān)用于控制室內(nèi)各個照明燈具，在遙控器上有多個按鍵，用于控制室內(nèi)的無線開關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)對照明燈具的無線控制。