基于nRF905的智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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2．2 令牌環(huán)總線的實(shí)現(xiàn)過程
令牌環(huán)的總線結(jié)構(gòu)是總線在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞矫娴拿枋?，總線中各節(jié)點(diǎn)在物理連接上是總線結(jié)構(gòu)，在邏輯上引入令牌。每個(gè)節(jié)點(diǎn)在邏輯序列中被指定一個(gè)邏輯位置，序列中最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)和第一個(gè)節(jié)點(diǎn)形成一個(gè)邏輯環(huán)路。每個(gè)節(jié)點(diǎn)知道它的前一節(jié)點(diǎn)和后一節(jié)點(diǎn)的地址。擁有令牌的節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)幀，直到數(shù)據(jù)幀發(fā)送完畢或令牌持續(xù)時(shí)間到，節(jié)點(diǎn)才會(huì)把令牌傳給網(wǎng)絡(luò)上與此節(jié)點(diǎn)邏輯上緊密相連的下一節(jié)點(diǎn)。如果此節(jié)點(diǎn)沒有數(shù)據(jù)發(fā)送，則它把令牌傳給再下一節(jié)點(diǎn)，繼任節(jié)點(diǎn)的物理位置并不重要，可以是總線上除了本節(jié)點(diǎn)外的任意一個(gè)。因?yàn)樵谌我鈺r(shí)刻僅有一個(gè)節(jié)點(diǎn)在傳輸數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)幀不會(huì)發(fā)生沖突，如果擁有令牌的節(jié)點(diǎn)故障，無法將令牌傳遞給它的繼任者，則規(guī)定令牌更新的最大時(shí)限，使節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)地退出總線邏輯隊(duì)列，并由該節(jié)點(diǎn)的上一節(jié)點(diǎn)重新產(chǎn)生令牌，依序傳遞給下一節(jié)點(diǎn)。
3 智能家居監(jiān)控系統(tǒng)單元模塊電路設(shè)計(jì)
3．1 溫度檢測(cè)單元
Dalla半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器為“一線總線”式溫度傳感器，一線總線的特點(diǎn)方便用戶組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，新一代的ds18b20體積更小，更經(jīng)濟(jì)、靈活；其溫度測(cè)量范圍為-55℃～+125℃；精度為±0．5℃；現(xiàn)場溫度以一線總線的數(shù)字方式傳輸，提高了系統(tǒng)的抗干擾特性，同時(shí)可使用便攜式電源，接口電路少，安裝方便。溫度檢測(cè)單元電路如圖2所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/160303.htm
3．2 門禁開關(guān)檢測(cè)單元
國內(nèi)普通居民住房門鎖一般為機(jī)械鎖，本身沒有門鎖開關(guān)控制電路，為能有效檢測(cè)出門的開關(guān)狀態(tài)，本單元使用常見的紅外檢測(cè)方式。但針對(duì)普通的紅外安防系統(tǒng)沒有紅外編碼校驗(yàn)功能，容易被另外的紅外光源干擾而失去作用，設(shè)計(jì)加入紅外編碼和校驗(yàn)電路。通過對(duì)不同用戶設(shè)置不同的校驗(yàn)碼(類似于每把鎖有不同的鑰匙)來加強(qiáng)紅外門禁檢測(cè)單元的安全性。另外，為減少紅外發(fā)送的功耗，本單元添加由定時(shí)器555構(gòu)成的多諧振蕩器，可設(shè)置紅外檢測(cè)的周期(如300 ms)，以延長系統(tǒng)電源的使用壽命。
3．3 通風(fēng)換氣控制單元
單相感應(yīng)電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低廉，運(yùn)行可靠及維護(hù)使用方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，只需單相交流電源供電，因而被廣泛應(yīng)用在小型機(jī)床，輕工設(shè)備、商業(yè)機(jī)械、食品加工機(jī)械、家用電器、日用機(jī)電用具等。如家用的電風(fēng)扇，洗衣機(jī)，空調(diào)等都使用單相感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)工作。
通風(fēng)換氣控制單元沒有專門設(shè)計(jì)單相電機(jī)的速度調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電路，而是直接采用了常見的具有分檔調(diào)速電路的電風(fēng)扇模塊控制風(fēng)機(jī)運(yùn)行。
4 智能家居主控單元軟件設(shè)計(jì)
智能家居主控單元的軟件設(shè)計(jì)分為5個(gè)部分：nRF905通訊網(wǎng)絡(luò)的控制；紅外遙控集中控制器的響應(yīng)；與PC機(jī)信息交互；家居系統(tǒng)設(shè)置及重要運(yùn)行參數(shù)的記錄；家居內(nèi)部環(huán)境的自動(dòng)檢測(cè)控制和各模塊之間的協(xié)調(diào)工作。主控單元在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上只是nRF905通訊網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)普通節(jié)點(diǎn)，也參與到整個(gè)令牌環(huán)的循環(huán)傳遞；但其在令牌環(huán)中的地位來看是令牌環(huán)中中央控制節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)令牌的檢測(cè)和維護(hù)。基于令牌傳遞的網(wǎng)絡(luò)是一種延時(shí)相對(duì)確定的網(wǎng)絡(luò)，在發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)幀之前的最大等待時(shí)間可以由令牌平均周期時(shí)間確定。這樣每個(gè)節(jié)點(diǎn)得到發(fā)送權(quán)的間隔時(shí)間是大致相等的，從而在很大程度上將隨機(jī)時(shí)延轉(zhuǎn)換成確定性的時(shí)間延遲。這樣，主控單元可預(yù)知令牌環(huán)傳遞的最大周期，若超出最大周期仍未獲得令牌，則判定令牌丟失，重新建立新的令牌。
5 結(jié)束語
nRF905通訊模塊在本系統(tǒng)中擔(dān)任著至關(guān)重要的角色，它是智能家居系統(tǒng)協(xié)調(diào)可靠工作的最基本保障，在測(cè)試期間發(fā)現(xiàn)，最小功耗模式下室內(nèi)距離30 m時(shí)通訊正常，基本滿足智能家居系統(tǒng)需要；若住宅布局比較復(fù)雜，則需要加大905的發(fā)射功率。實(shí)際應(yīng)用結(jié)果證明該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，安裝方便，可滿足智能家居控制系統(tǒng)需求。
評(píng)論