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、功能多而不實用等問題，本文進行了室內(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)計了軟硬件電路，以LED模擬照明燈，實現(xiàn)了無線遙控功能，并分析了本系統(tǒng)存在的問題及進一步的發(fā)展。最后對于本系統(tǒng)成本進行了分析，指出本系統(tǒng)具有低價位的突出優(yōu)點，為進一步設(shè)計實用的室內(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

隨著計算機技術(shù)、通信技術(shù)與自動化技術(shù)的發(fā)展，照明控制技術(shù)有了很大的進步，逐步進入了智能控制時代。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)可擴展性差、安裝和維護成本高以及移動性能差等缺點。智能照明控制系統(tǒng)在逐步進人無線控制時代。文獻報道了在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)議標準的無線收發(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為其在無線短距離消費市場贏得了巨大的優(yōu)勢。但與ZigBee系列的標準芯片相比，A7105的開發(fā)不具備標準協(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，實現(xiàn)了無線控制功能，為進一步研究實用的室內(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)部寄存器來進行設(shè)置，最高的速率可達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)拓撲結(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)，從而實現(xiàn)對照明燈具的無線控制。