一種基于ZigBee技術的智能家居無線網絡系統
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無線網絡節點硬件組成，采用TI公司的16位單片機MSP430F1232作為處理器，采用符合ZigBee標準的Heililink無線網絡收發模塊建立無線通訊，采用RAMTRON公司的鐵電存儲器FM24LC16存儲數據，開關量輸出使用松下公司的磁保持繼電器TQ2L2―3V，PWM輸出放大器采用MAXIM公司的MAX4464。使用鋰離子鈕扣電池供電，通過采用TI公司的電荷泵IPS60210將電壓穩定至3.3V。無線子節點通過查詢八位撥碼開關確定其功能，可以實現兩路脈沖量的計數、兩路開關量的輸入、兩路開關量的輸出、一路模擬量的輸入、一路模擬量的輸出、電池電量采集無線通訊等功能。
4．1 處理器
處理器采用TI公司的16位單片機MSP430F1232。該單片機突出的特點是可以實現極低的功耗，具有五種省電工作模式，而每種工作模式可以通過對時鐘的控制實現不同的功耗，其工作在LPM4模式下的功耗電流只有0.1μA,非常適合采用電池供電的系統。片內FLASH ROM用于存儲應用程序、通訊協議；UART接口連接無線通信模塊；10位A/D轉換器實現電池電壓檢測、模擬量輸入；內部16位定時計數器實現PWM輸出，經低通濾波后，再由放大器放大，實現模擬量輸出；I2C接口連接鐵電存儲器FRAM。其余的通用輸入輸出端口分別實現數字量和脈沖量的輸入、輸出以及撥碼開關狀態的輸入。
4．2 鐵電存儲器
存儲器采用RAMTRON公司的FM24CL16，它是一種串行非易失性存儲器，其特點是可無限次地讀寫，掉電數據可保護10年；寫數據無延時；使用二線制串行總線及其傳輸規范進行雙向傳輸，這種方式占用腳位少，占用線路板空間小，總線速度可以達到1MHz，靜態工作電流僅為1μA。這些特點使其十分適合本設計對功耗低、體積小、數據讀寫頻繁的要求。
4．3 磁保持繼電路
磁保持繼電器采用松下公司的TQ2-L2―3V，通過MSP430F1232的輸出管腳DO_S、DO_R控制開關管Q1、Q2的開關狀態，實現繼電器線圈電流的通斷控制，從而控制繼電器觸點的動作。如果采用傳統繼電器，需要一直提供電流來維持繼電器狀態，這樣功耗很難降低。磁保持繼電器具有鎖存功能，觸點動作后無需繼續提供電流，從而降低了功耗。其開關兩端可耐壓直流220V，交流250V，滿足了通斷市電的要求。
4．4 無線網絡收發模塊
該模塊特點是體積小、內嵌網絡通訊協議，符合ZigBee網絡層的標準，為IEEE.802.15.4標準兼容產品，可實現高效率發射、高靈敏度接收，無線數據速率高達76.8kbit/s。通過串口與MSP430F1232進行通訊，將獲得的數據無線發送出去。
4．5 撥碼開關
八位撥碼開關的狀態決定該子節點的節點號和其實現的功能。
5 無線節點軟件設計
鑒于節點使用的通用性要求，需要上電后根據撥碼開關確定子節點號及其所要完成的功能。其主要功能包括水電氣三表的數據采集和存儲、報警信息的獲取、設防撤防狀態的獲取和以上信息數據的無線發送。根據撥碼開關的狀態確定節點需要完成的其中一項或幾項工作，并調用相應的初始化程序。由于無線通訊模塊的功耗較大，CPU大部分時間都處于休眠狀態，通過各級中斷喚醒CPU和恢復無線通訊模塊的正常工作。數據的無線發送和接收要遵守家庭網關通訊協議。
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