4 无线控制功能示例
以上设计方案适用于多种无线控制应用,如空调、智能风扇等的无线控制。在此方案基础上还可以扩展出更复杂的无线控制应用,因为MCU还有少量口线(比如再增加一个设备开关按键)、MCl3192还有很多接口如它自带的GPIO、定时器等都是可利用资源;同时此方案其实仍然可以精简,比如不需要显示的无线控制应用,就可省去LCD显示器。
以空调的无线控制应用为例,按本文硬件设计原理,使用LCD来显示不同的功能菜单,如当前温度、定时设置、温度设置和工作状态报告等。4个按键可以分别安排为:
SW1为功能菜单或状态报告;SW2为增加数值或功能切换;SW3为减少数值或功能切换;SW4为确认或接受,兼用开关设备。
当应用开始时,空调总是处于关闭状态。必须先按SW4按键才能打开空调。当强制关闭空调时,SW1+SW4按键起作用。空调打开后,LCD上会显示当前温度和上次设定温度,一旦空调打开,可以分别使用SW2键和SW3键来降低或增加温度。这时如果要设置空调的各种工作模式如制冷、制热、除湿、自动、风向、风速、定时时间及温度等,可以按动SW1切换功能并配合SW2键、SW3进行操作,每次用按键修改了工作模式、温度、定时时间等设置后,系统会采用一个简单的协议将控制命令通过MCl3192无限收发器发送到加热/制冷系统。此时可按SW4键确认以使LCD恢复到状态报告及新的设定指示。
如果没有设置定时时间,空调永远不会自动关闭,需要人工强制关闭。设置定时时间能自动关闭空调,安排定时时间在5~300 min之间。如果设置希望的定时时间,步骤如下:
(1)打开空调,如果空调处于关闭状态,则不能设置定时时间;
(2)按SW1键。调整菜单到定时功能,使在LCD上显示定时设置菜单;
(3)按SW2键或SW3键来减少或增加希望的定时时间;
(4)按SW4来接受新的定时时间;
(5)一旦接受新的定时时间后,LCD上会再次显示工作模式、当前温度、定时时间、剩余时间等相关信息。
对应于设备定时关闭,空调的自动开启功能则需要在本文电路基础上增加专门的时钟芯片来获得日期、时间信息基准来实现,具体本文不做讨论。
5 结 语
本文仅使用了一个Freescale MC9S08QG8低端微控制器,再加上很少的一些连接线和硬件资源,已经具有无线通信能力和人机交互功能。这说明ZigBee无线应用并不一定总是需要高性能的微控制器,低端微控制器也能够完成无线网络要求的一些基本任务,从而降低了整个解决方案的成本。同时,本文实现的无线控制器具有功耗低、元器件少、成本低、性能高而功能全的特点,是嵌入式无线控制应用的一种精简解决方案。