基于nRF24E1與網(wǎng)絡(luò)、火線的教室照明射頻遙控設(shè)計(jì)
加入技術(shù)交流群
由圖3右邊可知，市網(wǎng)電壓220 V剛來(lái)時(shí)，或者是微控制器發(fā)送關(guān)斷信號(hào)時(shí)，繼電器J1斷開(kāi)，220 V交流電壓主要落在從機(jī)系統(tǒng)上。交流電壓經(jīng)過(guò)D3半波整流，R2承擔(dān)主要降壓，經(jīng)Q4與Q5組成一個(gè)串聯(lián)型穩(wěn)壓電源，提供6 V電壓。
當(dāng)要求打開(kāi)教室照明時(shí)，nRF24E1的內(nèi)置微控制器P0.2提供開(kāi)通信號(hào)，繼電器J1合上，使220 V市網(wǎng)電壓主要落在照明燈管上(如圖3所示的粗線條)，不影響照明燈管的正常工作。此時(shí)從機(jī)系統(tǒng)的電源由IRL3803S來(lái)提供，而IRL3803S為大功率場(chǎng)效應(yīng)管，其內(nèi)置有的30 V單向穩(wěn)壓二極管，既可為系統(tǒng)提供電源，也可為照明燈管提供通路。經(jīng)D1整流，Z1，Z2為不同的穩(wěn)壓值，Q1，Q2，Q3配合下組成不同的控制信號(hào)，使IRL3803S導(dǎo)通或斷開(kāi)，一為負(fù)載提供通路，二為控制系統(tǒng)提供續(xù)流6 V穩(wěn)壓電源。
從機(jī)系統(tǒng)在此環(huán)境情況下，不建議使用開(kāi)關(guān)電源。因開(kāi)關(guān)電源電路復(fù)雜，輸出電壓波紋系數(shù)大，電路干擾大，在86型暗合空間里不易設(shè)計(jì)抗干擾電路，而且容易使nRF24E1接收數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)生混亂。
此時(shí)的nRF24E1設(shè)置為從機(jī)模式，接受主機(jī)發(fā)來(lái)的指令，同時(shí)返回從機(jī)的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)。火線開(kāi)通或切斷由nRF24E1的P0.2來(lái)控制，開(kāi)關(guān)工作狀態(tài)紅綠指示燈則由P0.5、P0.6提供。取樣電阻R1端輸出③經(jīng)整流濾波后，一方面作為模擬電壓送到nRF24E1的AIN0輸入端，經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)Data。綠指示燈閃爍頻率f=Data*Pre(其中Pre為取樣取整參數(shù)，使f=0～16 Hz)，表示照明燈管的功率大??；另一面當(dāng)照明燈管功率太大或有短路現(xiàn)象時(shí)，輸出③使Z4的1 V穩(wěn)壓管擊穿，Q10飽和導(dǎo)通，Q8，Q9截止，J1切斷火線，同時(shí)Q11導(dǎo)通使P0.3／INT0_N觸發(fā)INT0中斷，P0.7輸出1 kHz方波通過(guò)Q6放大使蜂鳴器報(bào)警，綠指示燈滅，紅指示燈以16 Hz(最高)閃爍。
K1為具有自動(dòng)彈起功能的開(kāi)關(guān)面板，保留原機(jī)械開(kāi)關(guān)的手動(dòng)功能，決定繼電器J1開(kāi)通或斷開(kāi)。
3 教室照明射頻遙控系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
3.1 系統(tǒng)射頻收發(fā)非標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議數(shù)據(jù)通信
系統(tǒng)的主機(jī)和從機(jī)都工作在ShockBurstTM方式，在nRF24E1內(nèi)置的8051MCU與nRF2401射頻模塊之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，保證了較低的數(shù)據(jù)傳輸速率(10 kb／s)和較高的數(shù)據(jù)發(fā)送速率(可達(dá)1 Mb／s)，從而降低了功耗，節(jié)省了能量。無(wú)線收發(fā)器nRF2401有一個(gè)144 b的配置字，該配置字規(guī)定了射頻收發(fā)器的接收地址、收發(fā)頻率、發(fā)射功率、射頻傳輸速率、射頻收發(fā)模式以及CRC校驗(yàn)和有效數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度。在同一時(shí)刻，射頻收發(fā)器只能處于接收或發(fā)射模式中的一種，一般以接收模式為待機(jī)狀態(tài)。要實(shí)現(xiàn)多媒體教室照明射頻遙控，就必須完成遙控器主機(jī)和開(kāi)關(guān)面板終端從機(jī)之間的射頻數(shù)據(jù)通信，需要對(duì)nRF24E1進(jìn)行初始化，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行配置設(shè)置。對(duì)每一個(gè)教室的射頻收發(fā)主機(jī)設(shè)置一個(gè)地址，同時(shí)存儲(chǔ)同一教室內(nèi)所有照明開(kāi)關(guān)射頻收發(fā)從機(jī)的地址，成立一個(gè)地址查找表；每一個(gè)照明開(kāi)關(guān)射頻收發(fā)從機(jī)都設(shè)立一個(gè)惟一的地址，并與主機(jī)的地址查找表一一對(duì)應(yīng)。對(duì)每一個(gè)射頻遙控主機(jī)從機(jī)的通信幀格式進(jìn)行定義，實(shí)現(xiàn)一對(duì)多的功能，控制數(shù)據(jù)通信幀格式如表1所示。
 |
引導(dǎo)碼和效驗(yàn)碼由nRF24E1自動(dòng)加載，其他都由內(nèi)置的微控制器程序產(chǎn)生。識(shí)別碼為本接收機(jī)代號(hào)，與其它的接收機(jī)區(qū)分開(kāi)來(lái)。狀態(tài)字為一位，值為0時(shí)，表示后面的數(shù)據(jù)為命令字，反之為數(shù)據(jù)字。數(shù)據(jù)1…N根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置字?jǐn)?shù)。填充字表示本幀在不夠規(guī)定的長(zhǎng)度時(shí)，填若干個(gè)0到達(dá)規(guī)定的幀長(zhǎng)度(最大為255 B)。接收控制數(shù)據(jù)時(shí)，nRF24E1先接收一幀數(shù)據(jù)包，分別驗(yàn)證引導(dǎo)碼、接收機(jī)地址和效驗(yàn)碼正確后，再將有效負(fù)載數(shù)據(jù)送入微控制器處理；當(dāng)微處理器判斷有效負(fù)載中的識(shí)別碼和本機(jī)識(shí)別碼號(hào)一致時(shí)，繼續(xù)處理后繼數(shù)據(jù)，否則放棄該數(shù)據(jù)包，并要求重發(fā)。當(dāng)nRF24E1處于發(fā)射模式時(shí)，接收機(jī)地址和有效負(fù)載由微控制器按順序送入射頻模塊nRF24E1，引導(dǎo)碼和效驗(yàn)碼由nRF24E1自動(dòng)加載。由于系統(tǒng)要設(shè)計(jì)一機(jī)對(duì)多機(jī)的通信，為了不與相鄰教室或鄰近的干擾信號(hào)發(fā)生沖突，可用到跳頻技術(shù)。
3.2 主機(jī)從機(jī)射頻收發(fā)軟件流程
要實(shí)現(xiàn)上述控制數(shù)據(jù)幀通信功能，需要對(duì)主機(jī)和從機(jī)的nRF24E1進(jìn)行初始化配置和用戶程序設(shè)計(jì)，射頻收發(fā)主機(jī)、從機(jī)程序流程圖如圖4、圖5所示。
|
關(guān)鍵詞：
射頻
遙控
設(shè)計(jì)
照明
教室
nRF24E1
網(wǎng)絡(luò)
火線
基于
轉(zhuǎn)換器
相關(guān)推薦技術(shù)專區(qū)
|
評(píng)論