家庭智能环境控制系统的中心控制器的制作方法

本发明涉及家庭智能环境控制领域。
背景技术：
：环境是人类生活与工作的重要物理条件。随着计算机技术、通信技术、控制技术的迅猛发展与提高，人们对居住环境提出了更高的要求，希望自己居住在一个生活现代化，居住环境安全化、舒适化的生活空间。人们希望通过基于物联网的智能家居技术实现家庭设备与住宅环境的智能化管理与监控，使之和谐一致，从而满足用户对居住环境的需求。其中的智能环境控制系统是家庭智能控制系统的子系统之一。它充分利用了传感器技术，计算机技术，通信技术，实现对家庭环境信息的监测与控制，从而为居住者提供安全、舒适、方便的高品质家庭生活。技术实现要素：本发明要解决的技术问题是提供一种家庭智能环境控制系统的中心控制器，给构建智能环境控制系统提供一个优秀的选项。为解决上述技术问题，本发明采用了一种家庭智能环境控制系统的中心控制器，其特征在于，包括单片机与单片机连接的通讯模块、按键模块、电源、时钟芯片、显示模块和射频天线模块。单片机为SoC芯片CC2420，包含一个5l内核单片机与符合IEEE802.15.4规范的2.4GHz的CC2420射频芯片。射频天线模块为MCl3192。通讯模块为JN5121芯片,内置的硬件MAC地址和高度安全的AES加密算法加速器，支持晶振休眠和系统节能功能，同时提供了对于大量的模拟和数字外设的互操作支持，让用户可以方便的连接到自己的外部应用系统。中心控制器工作电压为3.3V，电源采用MAX687电压转换芯片为核心，实现5V-3.3V的电压转换，最大输出达lA的线性稳压芯片，具有低于2mV的电源电压瞬变，当输出电压低于2.96V时，MAX687能自动切断输出电压，其输入电压范围为2.7V～llV，采用PNP三极管FZT749进行扩流输出，可使的输出电流最高可达到1A。CC2430芯片有2组串行接口，本中心控制器选择UART0作为串口通信接口。本发明具有的有益效果：本中心控制器体积小巧，功能多，性能稳定，操作方便，成本低，可接入设备数量大，为给构建智能环境控制系统提供一个优秀的选项。附图说明图1是本发明的硬件框图；图2是电源电路原理图；图3是时钟电路原理图；图4是天线电路原理图；图5是串口通信电路原理图。具体实施方式如图1所示，一种家庭智能环境控制系统的中心控制器，包括单片机与单片机连接的通讯模块、按键模块、电源、时钟芯片、显示模块和射频天线模块。单片机为SoC芯片CC2420。Chipcon公司(目前已被TI公司收购)推出的CC2420，它是一款符合IEEE802.15.4规范的2.4GHz射频芯片，用来开发工业无线传感及家庭组网等PAN网络的ZigBee各种产品。同时，Chipcon公司还推出了一款专门针对ZigBee技术的SoC芯片CC2430，它包含一个5l内核单片机与CC2420射频芯片。它基于0.18umCMOS工艺制成，只需极少外部元器件，且性能稳定且功耗极低。另外，TI公司还提供免费的ZigBee协议栈z.stack以及配套的开发工具，方便用户在短期内开发适合于ZigBee的应用方案。射频天线模块为MCl3192。飞思卡尔ZigBee.Ready芯片MCl3192，MCl3192是一款适用于ZigBee产品的RF器件。MCl3192只需极少外部元器件，性能稳定、功耗极低，MCl3192的选择性和敏感性指数超过了IEEE802.15.4标准的要求，可确保短距离通信的有效性和可靠性。可以灵活的嵌入到既有的产品中，轻而易举实现无线感测和监控网络的功能。通讯模块为JN5121芯片。英国Jennie公司的JN5121芯片是业界第一款兼容于IEEE802.15.4的低功耗，低成本无线微型控制器。该模块内置一款32位的RISC处理器，配置有2.4GHz频段的IEEE802.15.4标准的无线收发器，为无线传感器网络应用提供了多种多样的解决方案，同时高度集成化的设计简化了总的系统成本。JN5121内置的硬件MAC地址和高度安全的AES加密算法加速器减小了系统的功耗和处理器的负载。JN5121支持晶振休眠和系统节能功能，同时提供了对于大量的模拟和数字外设的互操作支持，让用户可以方便的连接到自己的外部应用系统。如图2所述，电源电路采用外部5V直流电源供电。由于系统工作电压为3.3V，采用MAX687电压转换芯片为核心，实现5V-3.3V的电压转换。MAX687为低噪声、低压差、最大输出达lA的线性稳压芯片，具有低于2mV的电源电压瞬变。当输出电压低于2.96V时，MAX687能自动切断输出电压。其输入电压范围为2.7V～llV，采用PNP三极管FZT749进行扩流输出，可使的输出电流最高可达到1A，可以充分满足控制中心节点各个模块的供电需求。如图3所示，时，MAX687能自动切断输出电压。其输入电压范围为2.7V～llV，采用PNP三极管FZT749进行扩流输出，可使的输出电流最高可达到1A，可以充分满足控制中心节点各个模块的供电需求。如图4所示，射频天线模块天线电路由阻抗匹配电路与天线馈线电路组成。该电路由L1、L2、L3、C23以及双2/4传输线组成。L1、L2、L3、C23一起用于阻抗匹配，2/4传输线用于差分射频信号相位同步。RFP，TxRxSwitch，RFN分别为CC2430的42，43和44号管脚。如图5所示，CC2430芯片有2组串行接口，设计人员可以根据系统配置选择其中任一作为串口通讯单元。本中心控制器选择UART0作为串口通信接口，其对应的管脚如表1所示。表1串口功能端芯片引脚TXDP0_3RXDP0_2RTSP0_5CTSP0_4本中心控制器体积小巧，功能多，性能稳定，操作方便，成本低，可接入设备数量大，为给构建智能环境控制系统提供一个优秀的选项。当前第1页1 2 3