2. 3 ISM 通信模块
ISM 通信模块主要完成主控器与节点控制器通信,模块芯片及接口如图4 所示。
图4 ISM 模块芯片及接口设计
本文选用nRF24l01 作为ISM 通信模块无线收发芯片。 nRF24l01 芯片是工作在2. 4 ~ 2. 5GHz 世界通用ISM 频段的单片无线收发器芯一体成型电感片,无线收发器包括: 频率发生器、增强型SchockBurstTM 模式控制器、功率放大器、晶体振荡器、调制器解调器、输出功率、频道选择和协议的设置可以通过SPI 接口进行设置。 它具有内置链路层,电感器作用自动应答及自动重发功能、地址及CRC 检验功能、数据传输率1 或2Mbps、SPI 接口数据速率0 ~ 8Mbps、125 个可选工作频道。 芯片具有极低的电流消耗,当工作在发射模式下发射功率为- 6dBm 时电流消耗为9. 0mA,接收模式时为12. 3mA.
2. 4 显示输入模块
本文选择TFT034 触摸液晶模块用作显示及控制指令输入。 TFT034 采用四线电阻触摸屏作为输入,320x240 像素的8 位数据的256 彩色LCD屏作为显示输出。
320x240 像素的8 位数据的256 彩色LCD 屏,显示一屏所需的显示缓存为320 × 240 × 8bit,即76800 字节,在显示中每个字节,对应着屏上的一个像素点,因此,8 位256 彩色显示的显示缓存与LCD 屏上的像素点是字节对应的。 每个字节中又有RGB 格式的区分,既有332 位的RGB,又有233 的格式。 在彩色图象显示时,首先要给显示缓存区一个首地址,这个地址要在4 字节对齐的边界上,而且,需要在SDRAM 的4MB 字节控制之内。 它是通过配置相应的寄存一体电感器器来实现的。 之后,接下来的76800 字节,就为显示缓存区,这里的数据会直接显示到LCD 屏上去。 屏上图像的变换是由于该显示缓存区数据的变换而产生的。 触摸液晶屏通过26脚排线与主控器相连,主控器IO 口数据可直接驱动触摸液晶屏模块。 四线触摸屏坐标获取通过AD7843 采集实现,程序代码如下:
3 节点控制器设计
节点控制器包括: MCU 控制模块、调光模块、无线通信模块,结构如图5 所示:
图5 节点控制器结构图
3. 1 MCU 控制模块
MCU 控制模块采用STC89C52 芯片。
STC89C52 是一种低功耗、高性能CMOS8 位微控制器,具有8K 在系统可编程Flash 存储器。 使用高密度非易失性存储器技术制造,与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。 片上Flash 允许程序存储器在系统可编程,亦适于常规编程器。 在单芯片上,拥有灵巧的8 位CPU 和在线系统可编程Fla模压电感器sh,因此满足节点控制芯片的要求。 模块结构如图6 所示。
图6 MCU 控制模块结构图
3. 2 调光模块
调光模块实现感光与调光功能。 因为光敏电阻在黑暗环境里电阻值很高,当受到光照时,光敏电阻阻值下降,光照愈强,阻值愈低,入射光消失后,光敏电阻的阻值也就逐渐恢复原值。 因此采用光敏电阻作为感光传感器,由ADC0832 芯片将光敏电阻接收的光强模拟信号转换为数字信号输入到MCU 控制器中; MCU 控制器内部经过编程对输入的灯具工作参数进行分析判断,然后发出控制信号,控制恒流驱动电路输出电流的大小,从而控制LED 灯的亮度,进而达到智能调控LED 灯具的目的。
考虑到设计选用的为直流LED 路灯,参数为: 功率28 瓦; 电压AC100 - 280V; 功率因数> 0. 95 ; LED 颜色正白,暖白; 光通量2800 -12600LM; 色温3000—7000K ; 灯具效率90% ; 驱动电源恒流驱动45V 1. 5A 直流; 命50000 小时以上; 防护等级IP65 ; 工作温度- 35oC - 80oC ;工作湿度10% - 90%,因此需设计符合参数要求的直流调光电路。
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