基于2．4G的智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計

nRF24LE1與nRF24LU1+均采用nRF24L01P無線收發(fā)內(nèi)核。nRF24L01P在對數(shù)據(jù)包處理過程中采用增強型ShockBurst模式。增強型ShockBurst模式下nRF24L01處于接收模式時可以接收6路不同通道的數(shù)據(jù)，如圖2所示，每一個數(shù)據(jù)通道使用不同的地址，但是共用相同的RF頻道。當6個nRF24LE1設(shè)置為發(fā)送模式后，可以與同一個設(shè)置為接收模式的nRF24LU1+進行通信，而設(shè)置為接收模式的nRF24LU1+對6個發(fā)射端進行識別。數(shù)據(jù)通道0是唯一一個可以配置為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)字機頂盒、空調(diào)和微波爐等等。只需要在每個家用電器上安裝以nRF24LE1為主控芯片的無線模塊，就可實現(xiàn)；利用空中鼠標對PC遠距離操作，再由PC端主節(jié)點發(fā)射控制信號，按照用戶的需要實現(xiàn)控制電器的功能。

2 硬件電路
硬件電路包含3個部分：nRF24LE1為主控芯片的從節(jié)點端，nRF24LE1和OFN模組的空中鼠標，以及nRF24LU1+為主控芯片連接PC的主節(jié)點端。下面具體闡述后兩者的電路設(shè)計。
2．1 PC主節(jié)點端
主節(jié)點端采用的芯片nRF24LU1+，內(nèi)嵌USB功能模塊，只需在外圍提供4個接口即可實現(xiàn)其功能。接收端天線由電容和電感匹配，功能包括對信號的選頻和諧振；對不需要的信號頻率濾波，使接收到的數(shù)據(jù)信號和發(fā)射端的數(shù)據(jù)信號達到完全相同。電容和電感的參數(shù)配置根據(jù)運算得出。該部分由于體積較小，沒有設(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)點電路如圖3所示。

2．2 OFN模塊
OFN模塊和nRF24LE1共同組合實現(xiàn)空中鼠標功能。兩者之間的連接是通過I2C總線進行通信，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，這個鍵一般作為確定鍵使用，類似鼠標左鍵。在該系統(tǒng)中，光學手指模塊就是發(fā)揮鼠標的功能。因此這個節(jié)點設(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。