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1、智能樓宇測控系統(tǒng)的nRF24LEl無線數(shù)據(jù)采集 樓宇設備測控系統(tǒng)是智能建筑的重要組成部分，該系統(tǒng)將對整棟樓宇的空調(diào)制冷系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電梯、消防、安全防范系統(tǒng)等進行信號采集和控制，實現(xiàn)樓宇設備管理自動化，起到集中管理、分散控制、節(jié)約能耗的作用?！ τ谝呀?jīng)投入運行的建筑安裝有線樓宇測控設備則比較困難與麻煩，但采用無線組網(wǎng)技術(shù)可以方便地完成樓宇測控設備安裝布置，其組網(wǎng)靈活，安裝施工費用低廉，并能根據(jù)需要重新布置樓宇設備測控系統(tǒng)，具有可移動性。 1系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 樓宇設備測控系統(tǒng)包括nRF24
2、LEl無線數(shù)據(jù)采集與控制模塊、nRF24LUl+無線USB接口模塊和PC機構(gòu)成的樓宇設備測控中心，系統(tǒng)方框圖如圖l所示?！ o線數(shù)據(jù)采集與控制模塊實時監(jiān)測和控制各樓宇設備子系統(tǒng)，負責各個子系統(tǒng)現(xiàn)場實時狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集、緩存和轉(zhuǎn)發(fā)，并實時將各子系統(tǒng)監(jiān)控的狀態(tài)變化以無線方式，通過無線USB接口模塊傳送給監(jiān)控中心。同時，監(jiān)控中心也通過無線USB接口模塊以無線方式將控制命令傳送給無線數(shù)據(jù)采集模塊，實現(xiàn)各樓宇設備子系統(tǒng)的控制。 2無線數(shù)據(jù)采集模塊電路 無線數(shù)據(jù)采集模塊是以nRF24LEl低成本、高性能的嵌入式微處理器
3、智能射頻收發(fā)器為核心?！ RF24LEl是一款適合超低功耗無線應用的SoC，片上集成了Intel805l8位微處理器、nash存儲器、低功耗振蕩器、實時計數(shù)器、AES硬件加密器、隨機數(shù)據(jù)發(fā)生器、節(jié)能控制等部件，并提供了一個理想的無線協(xié)議平臺，以保證協(xié)議的無縫連接、安全性、低功耗以及抗干擾性能。對于應用層，nRF24LEl提供主從SPI接口，UART，6～12位A／D轉(zhuǎn)換器，PWM，模擬比較器，定時器以及外部中斷等外設功能，以滿足測量與控制需要?！ RF24LEl構(gòu)成的無線數(shù)據(jù)采集模塊主電路如圖2所示?！ ?/p>
4、3無線USB模塊電路 無線USB模塊電路由nRF24LUl+實現(xiàn)。nRF24LUl+內(nèi)置有2．4GHz射頻收／發(fā)內(nèi)核，支持12Mh／s全速USB接口，具有2Mb／s的空中無線速率。具有內(nèi)部穩(wěn)壓器，直接使用USB總線供電，而不需要外部穩(wěn)壓器，節(jié)約成本和PCB板空間。集成的PLL鎖相環(huán)合成器可為射頻及USB提供時鐘，無需外部濾波、諧振器和壓控二極管，只需要低成本的±6×10-9精度的16MHz晶體。nRF24LUl+構(gòu)成的無線USB模塊電路如圖3所示。 4外圍電路 4．1天線輸出 nRF2
5、4LEl和nRF24LUl+的ANTl和ANT2輸出引腳給天線提供平衡的射頻輸出，該輸出引腳必須有到VDD_PA的直流通路，通過高頻的扼流圈或平衡偶極子天線的中心點。以nRF24LUl+為例．獲得最大輸出功率推薦0dBm，推薦使用(15+j88)Ω的負載，通過一個簡單的匹配網(wǎng)絡在ANTl和ANT2及負載之間，也可以獲得一個較低的負載阻抗(如50Ω)?！ ?．2晶體振蕩器 用于nRF24LEl和nRF24LUl+的晶體振蕩器必須滿足產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格的要求。必須使用一個低負載電容的晶體來獲得低功耗和快速的啟動時間。低負
6、載電容C0對降低功耗和加快啟動時間有利，但可能會增加成本。典型取值C0=1．5pF，最大取值C0max=7．0pF。晶體負載電容CL需要考慮電路板上的分布電容，以及從XCl和XC2引腳上的電容(典型值為1pF)?！ ?．3PCB設計 良好的PCB布局是保證獲得好的射頻性能的基礎，一個完全經(jīng)過驗證的nRF24LEl和nRF24LUl+及其周圍元件包括匹配網(wǎng)絡的布局可以在WWW．nordicsemi．no下載獲得。PCB設計至少需要雙層板，需要專門的接地層以獲得最佳性能。nRF24LEl和nRF24LUl+的直流供
7、電必須盡可能靠近VDD引腳放置，并用高頻電容進行耦合，電容值和PCB布局參見相關(guān)器件數(shù)據(jù)手冊?！ RF24LEl和nRF24LUl+的供電電源必須經(jīng)過良好的濾波，并且電源走線與任何數(shù)字電路供電分開。應該避免PCB上有長電源走線，所有的器件地，VDD連接和VDD旁路電容應盡可能靠近nRF24LEl和nRF24LUl+放置，VSS引腳應直接連接至大面積的敷銅地，或者通過過孔連接到接地層，即過孔盡可能靠近所連接的VSS焊盤，每個VSS引腳應確保至少有1個過孔連接?！ M幅數(shù)據(jù)或控制信號不能與晶體或供電電源走線距離太近。器
8、件底部的金屬片連接到其基底地，推薦PCB設計時將其懸空?！ ?系統(tǒng)程序設計 系統(tǒng)軟件開發(fā)可以在Nordic公司提供的nRFgo嵌入式仿真開發(fā)平臺上進行。nRFgo嵌入式仿真開發(fā)平臺可以提供功能演示、*估開發(fā)、實時仿真、芯片燒錄等多項功能，并可以與Keil開發(fā)環(huán)境無縫鏈接?！ ?．1增強型SllockBurst模式的PTX 系統(tǒng)工作在增強
