一種低功耗智能家居控制系統的設計

摘要 在全球節能的大前提下，低功耗的重要性日益凸顯。無線微控制器sil000具有超低功耗特性，其內置收發器提供了具有高輸出功率和高靈敏度的卓越的RF性能，可滿足電池供電的智能家居系統的應用需求。本文介紹了以sil000為主控芯片的智能控制系統的設計方法。

【關鍵詞】低功耗 控制系統 sil000

1 引言

近年來，無線技術在穩定性、成本和后續擴展等方面有著很大優勢，為其應用到智能家居系統提供了可能。目前，在全球節能的大前提下，無線控制系統中的低功耗性能的重要性日益凸顯。本系統采用了芯科公司的Sil000微處理器來實現無線控制。它的超低功耗架構和內置收發器，可滿足電池供電的智能家居系統、室外監測、便攜儀表等系統的應用需求。

2 系統硬件設計

Sil000具有超低功耗特性，工作電壓1.8-3.6V。工作模式下，電流消耗（160μA/MHz）;睡眠模式下，消耗電流最高為615Na，最低至315Na;深度睡眠模式下，僅需25Na工作電流，且不會丟失RAM數據。快速喚醒（2μs）極大的延長了采用鋰/堿性電池的應用中的電池壽命，這使得該芯片能夠提供最佳的能源效率。芯片內部集成EZRadioPRO收發器，其頻率連續可調范圍為：240-960MHz，傳輸距離可高達2千米。此外，芯片內部設置大于4M的RAM，64Kb的Flash和10位的ADC，采用C2接口進行軟硬件的聯合調試，方便快捷，極大的滿足了設計者的使用。

本系統的組成包括：主控制級和多個現場控制級。現場控制級能夠采集到控制對象的各種信息，并對這些數據進行處理，在特定條件下報警及給出相應的措施。主控制級主要由控制器、液晶顯示模塊、鍵盤輸入模塊等組成;現場控制級主要由控制器和各類傳感器、執行裝置構成。主控制級和現場控制級均可雙向收發，實現全雙工無線通信。電路系統框圖如圖1所示，從機數目n可高達32個。

3 軟件設計

將sil000芯片的內置功能模塊編寫成獨立的函數由主程序調用，其中包括系統初始化、無線發送數據、無線接收數據等。

系統上電后，先對系統進行初始化，主要是對sil000芯片的端口和功能寄存器進行配置;然后根據系統預設的時間采集傳感器的有效數據，在從機端對采集數據進行比較分析，若超限則觸發控制裝置以改善環境參數;若不超限則將數據發送至主機端;主機端接收數據，并與系統預置參數進行對比，超限報警并顯示，不超限則直接顯示。主控制端可通過02接口與PC機通信，鑒于USB口的便捷，通過SIL2104將UART接口轉換為USB接口。

主從機間的數據通信以無線形式進行，發送程序就是采用數據包將數據發送出去，數據包由前導碼、同步字、數據和校驗字。數據格式為：L DATA。其中L是地址碼，兩個字節，DATA為需要發送的數據。如模塊地址是Ox0002，待發送的數據為“123”，發送數據格式為：0200313233，為十六進制數據。接收程序類似于發送程序，模塊處于接收工作狀態并不斷檢測接收標志RxPacketReceived，當其值為1時，將接收數據取出。

Sil000因工作頻率較低，在對數據速率要求不是特別高的情況下能夠很好的滿足較遠距離數據傳輸的要求。經實驗證明在1500m的收發距離下，當傳輸速率較低時，誤碼率為0。

4 結語

本文設計的系統，使用了sil000無線微控制器，僅需少量外圍元件就可構成簡單的家居控制器，能完成高性能無線收發信號。可以獲得家居的各種運行狀態，并根據現場情況聯動家電控制。因其易組網控制，擴展空間很大，它既可以是單戶家庭使用的智能家居系統，也可以是基于智能小區平臺的智能家居系統。

參考文獻

[1]郭穎.智能家居控制線的研究[J].工程技術，2016 （12）： 308.

[2]李余興，太陽能LED路燈的研制[J].電子設計工程，2012 （01）：113.

[3]單東海，基于sil000無線微控制器的無線射頻測溫系統的設計[J].測試測量，2010 （08）：120.