一种低功耗智能家居控制系统的设计

摘要 在全球节能的大前提下，低功耗的重要性日益凸显。无线微控制器sil000具有超低功耗特性，其内置收发器提供了具有高输出功率和高灵敏度的卓越的RF性能，可满足电池供电的智能家居系统的应用需求。本文介绍了以sil000为主控芯片的智能控制系统的设计方法。

【关键词】低功耗 控制系统 sil000

1 引言

近年来，无线技术在稳定性、成本和后续扩展等方面有着很大优势，为其应用到智能家居系统提供了可能。目前，在全球节能的大前提下，无线控制系统中的低功耗性能的重要性日益凸显。本系统采用了芯科公司的Sil000微处理器来实现无线控制。它的超低功耗架构和内置收发器，可满足电池供电的智能家居系统、室外监测、便携仪表等系统的应用需求。

2 系统硬件设计

Sil000具有超低功耗特性，工作电压1.8-3.6V。工作模式下，电流消耗（160μA/MHz）;睡眠模式下，消耗电流最高为615Na，最低至315Na;深度睡眠模式下，仅需25Na工作电流，且不会丢失RAM数据。快速唤醒（2μs）极大的延长了采用锂/碱性电池的应用中的电池寿命，这使得该芯片能够提供最佳的能源效率。芯片内部集成EZRadioPRO收發器，其频率连续可调范围为：240-960MHz，传输距离可高达2千米。此外，芯片内部设置大于4M的RAM，64Kb的Flash和10位的ADC，采用C2接口进行软硬件的联合调试，方便快捷，极大的满足了设计者的使用。

本系统的组成包括：主控制级和多个现场控制级。现场控制级能够采集到控制对象的各种信息，并对这些数据进行处理，在特定条件下报警及给出相应的措施。主控制级主要由控制器、液晶显示模块、键盘输入模块等组成;现场控制级主要由控制器和各类传感器、执行装置构成。主控制级和现场控制级均可双向收发，实现全双工无线通信。电路系统框图如图1所示，从机数目n可高达32个。

3 软件设计

将sil000芯片的内置功能模块编写成独立的函数由主程序调用，其中包括系统初始化、无线发送数据、无线接收数据等。

系统上电后，先对系统进行初始化，主要是对sil000芯片的端口和功能寄存器进行配置;然后根据系统预设的时间采集传感器的有效数据，在从机端对采集数据进行比较分析，若超限则触发控制装置以改善环境参数;若不超限则将数据发送至主机端;主机端接收数据，并与系统预置参数进行对比，超限报警并显示，不超限则直接显示。主控制端可通过02接口与PC机通信，鉴于USB口的便捷，通过SIL2104将UART接口转换为USB接口。

主从机间的数据通信以无线形式进行，发送程序就是采用数据包将数据发送出去，数据包由前导码、同步字、数据和校验字。数据格式为：L DATA。其中L是地址码，两个字节，DATA为需要发送的数据。如模块地址是Ox0002，待发送的数据为“123”，发送数据格式为：0200313233，为十六进制数据。接收程序类似于发送程序，模块处于接收工作状态并不断检测接收标志RxPacketReceived，当其值为1时，将接收数据取出。

Sil000因工作频率较低，在对数据速率要求不是特别高的情况下能够很好的满足较远距离数据传输的要求。经实验证明在1500m的收发距离下，当传输速率较低时，误码率为0。

4 结语

本文设计的系统，使用了sil000无线微控制器，仅需少量外围元件就可构成简单的家居控制器，能完成高性能无线收发信号。可以获得家居的各种运行状态，并根据现场情况联动家电控制。因其易组网控制，扩展空间很大，它既可以是单户家庭使用的智能家居系统，也可以是基于智能小区平台的智能家居系统。

参考文献

[1]郭颖.智能家居控制线的研究[J].工程技术，2016 （12）： 308.

[2]李余兴，太阳能LED路灯的研制[J].电子设计工程，2012 （01）：113.

[3]单东海，基于sil000无线微控制器的无线射频测温系统的设计[J].测试测量，2010 （08）：120.