基于nRF24AP1的智能家居設計方案
加入技術交流群
3．2 信道配置
在ANT節點實現通信之前，必須對信道參數進行配置，這些參數包括網絡號、射頻頻率、信道ID(生產商ID／設備類型／設備號)、信道類型和信道周期。主從結點要求網絡號、射頻頻率和信道周期3個參數設置完全一致，信道類型參數的設置必須一一對應，例如“雙向發送信道”對應“雙向接收信道”。至于信道ID 參數，則應從節點遵循主節點的設置。
主機通過串口對信道參數進行配置，配置過程如下：
①配置信道之前要進行系統復位，執行ANT_ResetSystem()；
②分配信道，執行ANT_AssignChannel()；
③配置信道ID，執行ANT__SetChannelID()。
同樣，各從機也按照主機配置步驟對從機進行信道參數配置，設置自己的信道號、信道類型、網絡號等。
3．3 節點配置
ANT協議中，通信節點建立連接的過程稱為節點配對的過程。ANT協議提供兩層配對控制，即信道ID和配對比特。
對于信道ID，只有相同的或兼容的信道ID才允許配對。
對于信道比特，信道ID參數中“設備類型”字段的最高位規定為ANT的“配對比特”。當從節點對僅知曉部分信道ID參數時，該比特的設置才對配對結果有影響。ANT協議規定，具有兼容的信道ID參數且配對比特的設置也相同的節點才能實現配對。
如果信道ID的所有數據域都是已知的，將不需要配對比特，因為接收者已經準確地知道要和哪個發送者連接，當使用配對比特并且信道ID的數據域至少一個是wild card時，期望和另一方建立通信的兩個節點在連接過程中配對比特必須處于同一狀態。
3．4 打開信道，發送數據
當用戶想遙控家電時，主機執行數據發送。主機有輸入按鍵1、2等(代表信道1、信道2)來選擇信道，當有按鍵輸入時，主機從休眠模式快速蘇醒，快速完成數據傳輸任務。另還有發送按鍵“SEND”，用來調用發送數據函數。
執行過程如下：
①打開信道，調用ANT_OpenChannel()；
②發送數據，調ANT_SendBroadcastData()。
例如通過按鍵“1”打開1信道，主程序調用ANT_OpenChannel(1)一>SerialData0xA4，0x01，0x4B， 0x01，0xEF)，即調用ANT_OpenChannel(1)將產生串行數據(0xA4，0x0l，0x4B，0x01，0xEF)，然后把這些串行數據以比特的形式發送到ANT模塊的接收緩存。ANT協議自動移去0xA4、0X01、0x4B、0xEF，即第4個數據0x01為有效數據，放在接收緩存，觸發接收中斷。本文引用地址：http://www.104case.com/article/157999.htm
4 液晶模塊接口與鍵盤接口設計
按鍵用于數據輸入。本設計使用獨立式按鍵，電路簡單，每個按鍵接通一條輸入數據線，這樣按鍵工作不會影響其他I／O口。這里用3個按鍵舉例，介紹電路使用查詢方式。
按鍵1：“CHl”，輸入信道“1”。
按鍵2：“CH2”，輸入信道“2”。
按鍵3：“SEND”，發送數據。
LCD作為人機交互界面，通過按鍵輸入顯示選擇的信道(CHl／CH2)，通過按鍵輸入信道數，執行打開信道函數ANT_OpenChannel()。如打開信道1，執行ANT_OpenChannel(1)。主機處于查詢接收狀態，主機尋找匹配信道的節點，然后建立連接，等待數據的傳輸。點“SEND” 按鍵，執行發送數據消息函數ANT_SendBroad-castData()發送數據。每次打開信道和發送數據消息成功都有LED指示。
當主機沒有數據發送時，主機MCU置SLEEP為高，使主機進入休眠狀態，進入省電模式，以達到省電節能的目的。圖4為軟件實現流程圖。
結語
本設計方案中的智能家居系統利用無線網路芯片nRF24APl傳輸數據，硬件電路簡單。芯片內嵌ANT協議，協議結構簡易，使用方便，成本較低，超低功耗，軟件設計合理，使用穩定可靠，效率高，而且節點易擴展。這不僅在智能家居方面，還在體育娛樂、遠程控制系統、醫療工業自動化及其他新興無線應用領域，都具有推廣價值和廣闊的市場前景。
評論