基于2．4G的智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

nRF24LE1與nRF24LU1+均采用nRF24L01P無(wú)線收發(fā)內(nèi)核。nRF24L01P在對(duì)數(shù)據(jù)包處理過(guò)程中采用增強(qiáng)型ShockBurst模式。增強(qiáng)型ShockBurst模式下nRF24L01處于接收模式時(shí)可以接收6路不同通道的數(shù)據(jù)，如圖2所示，每一個(gè)數(shù)據(jù)通道使用不同的地址，但是共用相同的RF頻道。當(dāng)6個(gè)nRF24LE1設(shè)置為發(fā)送模式后，可以與同一個(gè)設(shè)置為接收模式的nRF24LU1+進(jìn)行通信，而設(shè)置為接收模式的nRF24LU1+對(duì)6個(gè)發(fā)射端進(jìn)行識(shí)別。數(shù)據(jù)通道0是唯一一個(gè)可以配置為40位自身地址的數(shù)據(jù)通道，因此把數(shù)據(jù)通道0作為空中鼠標(biāo)的數(shù)據(jù)傳輸通道。
數(shù)據(jù)通道1～5均為8位自身地址和32位公用的高地址。因此，這5個(gè)數(shù)據(jù)通道可以配置為需要控制的家用電器，如數(shù)字機(jī)頂盒、空調(diào)和微波爐等等。只需要在每個(gè)家用電器上安裝以nRF24LE1為主控芯片的無(wú)線模塊，就可實(shí)現(xiàn)；利用空中鼠標(biāo)對(duì)PC遠(yuǎn)距離操作，再由PC端主節(jié)點(diǎn)發(fā)射控制信號(hào)，按照用戶的需要實(shí)現(xiàn)控制電器的功能。

2 硬件電路
硬件電路包含3個(gè)部分：nRF24LE1為主控芯片的從節(jié)點(diǎn)端，nRF24LE1和OFN模組的空中鼠標(biāo)，以及nRF24LU1+為主控芯片連接PC的主節(jié)點(diǎn)端。下面具體闡述后兩者的電路設(shè)計(jì)。
2．1 PC主節(jié)點(diǎn)端
主節(jié)點(diǎn)端采用的芯片nRF24LU1+，內(nèi)嵌USB功能模塊，只需在外圍提供4個(gè)接口即可實(shí)現(xiàn)其功能。接收端天線由電容和電感匹配，功能包括對(duì)信號(hào)的選頻和諧振；對(duì)不需要的信號(hào)頻率濾波，使接收到的數(shù)據(jù)信號(hào)和發(fā)射端的數(shù)據(jù)信號(hào)達(dá)到完全相同。電容和電感的參數(shù)配置根據(jù)運(yùn)算得出。該部分由于體積較小，沒(méi)有設(shè)置復(fù)位按鍵，如果需要復(fù)位，只需要重新插拔接收端至PC的USB接口。主節(jié)點(diǎn)電路如圖3所示。

2．2 OFN模塊
OFN模塊和nRF24LE1共同組合實(shí)現(xiàn)空中鼠標(biāo)功能。兩者之間的連接是通過(guò)I2C總線進(jìn)行通信，因此需要將CD-001的IO_MISO_SDA、IO_CLK兩引腳與nRF24LE1芯片的兩個(gè)GPIO口相連，完成I2C總線數(shù)據(jù)通信。采用片狀DOME按鍵，貼在模組的背面。DOME-引腳與地相連，DOME+引腳給后端MCU，MCU判斷是否已經(jīng)按下，這個(gè)鍵一般作為確定鍵使用，類似鼠標(biāo)左鍵。在該系統(tǒng)中，光學(xué)手指模塊就是發(fā)揮鼠標(biāo)的功能。因此這個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備同樣可以適用于所有PC，其兼容性確定了該設(shè)備可以得到普及。OFN模塊電路如圖4所示。