基于Cortex-M3微處理器的智能家居監(jiān)控終端的設(shè)計
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2．2 Zigbee模塊設(shè)計
在RF收發(fā)器上，本設(shè)計選用了Chipcon公司的CC2420射頻收發(fā)器，它實現(xiàn)Zigbee協(xié)議的物理層(PHY)及媒體訪問控制層(MAC)，具備65，000個節(jié)點通道并可隨時擴充，以及低耗電、250kbps傳輸速率、快速喚醒時間(30ms)、CSMA-CA通道狀態(tài)偵測等特性。
CC2420可以通過4線SPI總線(SI、SO、SCLK、CSn)設(shè)置芯片的工作模式，并實現(xiàn)讀／寫緩存數(shù)據(jù)，讀／寫狀態(tài)寄存器等。通過控制FIFO和FIFOP管腳接口的狀態(tài)可設(shè)置發(fā)射／接收緩存器。在數(shù)據(jù)傳輸過程中CSn必須始終保持低電平。另外，通過CCA管腳狀態(tài)的設(shè)置可以控制清除通道估計，通過SFD管腳狀態(tài)的設(shè)置可以控制時鐘／定時信息的輸入。
Zigbee模塊的電路原理圖如圖3所示：本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/162076.htm
3 系統(tǒng)軟件設(shè)計
系統(tǒng)軟件設(shè)計利用C語言進行編程，采用“嵌入式操作系統(tǒng)”加“應(yīng)用程序的開發(fā)”模式，采用模塊化設(shè)計方法。本系統(tǒng)中采用的操作系統(tǒng)是uC／OS-Ⅱ。它是一個嵌入式多任務(wù)實時操作系統(tǒng)，具有簡潔高效、易于移植、可裁剪等特點。針對本系統(tǒng)各模塊我們設(shè)計了相應(yīng)的獨立任務(wù)完成所需的功能，主要包括主程序任務(wù)、安防報警任務(wù)、信息家電控制任務(wù)和三表抄送任務(wù)。
3．1 主程序設(shè)計
主程序任務(wù)是其他各任務(wù)的創(chuàng)建者，由它來管理各個任務(wù)的創(chuàng)建及運行。故程序運行時首先創(chuàng)建主程序任務(wù)，它的顯示界面將提供其他各個任務(wù)的進入菜單。系統(tǒng)主程序流程圖如圖4所示。
從圖中可以看到，系統(tǒng)上電后，首先進行系統(tǒng)初始化(包括LCD、中斷、串口等初始化)，再進行Zigbee網(wǎng)絡(luò)的硬件初始化，再進入操作系統(tǒng)uC／OS-II的載入及初始化，接下來創(chuàng)建主程序任務(wù)，主程序任務(wù)默認又創(chuàng)建安防報警任務(wù)并進入運行狀態(tài)。當(dāng)要進行其他模塊任務(wù)的創(chuàng)建時就需要將安防報警任務(wù)掛起，等其他模塊任務(wù)退出后再恢復(fù)運行安防報警模塊。每一時刻在uC／OS-II最多只有兩個任務(wù)處于運行狀態(tài)，這樣做很好地保證了系統(tǒng)的實時性。
3．2 Zigbee收發(fā)子程序設(shè)計
在對Zigbee節(jié)點進行網(wǎng)絡(luò)設(shè)置時，使用Chipcon公司提供的開發(fā)套件，該套件包括各種高性能的Zigbee軟件工具，如網(wǎng)絡(luò)設(shè)置器、協(xié)議追蹤調(diào)試工具等。Zigbee收發(fā)子程序流程圖如圖5所示：
4 結(jié)論
本系統(tǒng)采用具有ARM Cortex-M3的嵌入式器件LPC1769作為主控制器件，在uC／OS-Ⅱ平臺上構(gòu)建了一個能夠接入Internet的嵌入式智能家居監(jiān)控終端。經(jīng)檢驗，此系統(tǒng)工作性能穩(wěn)定，與傳統(tǒng)智能家居系統(tǒng)相比更舒適、方便、快捷，應(yīng)用前景廣闊。另外，本文提出的原理和方法對于一些基于網(wǎng)絡(luò)接口的嵌入式系統(tǒng)都具有一定的參考價值。
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