2．4 GHz無線收發芯片A7105及其應用

摘要：通過分析當前智能家居存在的諸如價格高、功能多而不實用等問題，本文進行了室內照明無線遙控系統的研究。采用2．4 GHz無線收發芯片A7105，設計了軟硬件電路，以LED模擬照明燈，實現了無線遙控功能，并分析了本系統存在的問題及進一步的發展。最后對于本系統成本進行了分析，指出本系統具有低價位的突出優點，為進一步設計實用的室內照明無線遙控系統提供了可能。若后續研究成功后，定會有廣闊的應用前景。
關鍵詞：A7105；無線收發芯片；遙控；無線通信

隨著計算機技術、通信技術與自動化技術的發展，照明控制技術有了很大的進步，逐步進入了智能控制時代。傳統智能照明控制系統采用總線方式，具有布線麻煩、增減設備需要重新布線、系統可擴展性差、安裝和維護成本高以及移動性能差等缺點。智能照明控制系統在逐步進人無線控制時代。文獻報道了在ZigBee傳感網技術的基礎上提出了一種新型的室內智能照明控制系統，但實用的室內照明控制器必須是低價位的，目前基于ZigBee協議標準的無線收發芯片的價格，便宜的也在十幾元，這就使得開關結點的價格過高。
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勢。但與ZigBee系列的標準芯片相比，A7105的開發不具備標準協議，這使得其開發難度大大增加，這也是該芯片遲遲未能得到廣泛應用的主要原因。本文采用經過二次開發后的A7105無線收發模塊，設計了發送與接收端的軟硬件電路。發送端通過按鍵控制來實現數據的發送，接收端接收到信號后，控制LED的亮滅，實現了無線控制功能，為進一步研究實用的室內照明無線遙控系統奠定了良好基礎。

1 A7105及無線收發模塊
A7105內含高靈敏度的接收器(1 Mbps@-93 dBm)，在10 m以內的產品應用中可大幅度減低RF的輸出功率(0～10 dBm)，以避免射頻產品對人體造成可能的損害，同時又能適應50 m一般環境的應用。A7105的所有參數可以通過SPI口配置內部寄存器來進行設置，最高的速率可達500 kb／s，適應4線或3線的SPI控制。另外射頻數據的處理有2種模式可供選擇：FIFO(利用RF內部的memory先儲存要發射／接收的數據)和Direct(直接發射／接收)。A7105內建RSSI，溫度傳感器，可以用來偵測環境對RF IC的影響，而且也內建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調制；3)發射電流為19 mA(輸出0 dBm)；4)接收電流為16 mA；5)休眠電流1 μA；6)內置RA振蕩器；7)高靈敏度：-99 dBm@250 kb／s，-96 dBm@500kb／s；8)收發獨立的64字節FIFO。
本文使用的是經過二次開發的以A7105為核心的無線收發模塊。該模塊集成了無線收發的基本元器件，A7105的SCS、SCK、SDI0、GPIO1、GPI02等管腳已預留接口，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，電源可以和別的設備公用，但要注意電源的質量和接地的可靠性。為防止靜電或強電擊穿，在系統設備中使用時，需要可靠的接地，接地的同時需與市電完全隔離。

2 室內照明無線控制系統
室內照明無線控制系統由1個主遙控器和多個無線遙控終端(無線開關)組成。由于室內距離較短，故系統拓撲結構采用星型結構，如圖1所示。各個無線開關用于控制室內各個照明燈具，在遙控器上有多個按鍵，用于控制室內的無線開關，從而實現對照明燈具的無線控制。