LPC1766与Si4432的无线数据传输系统设计

　　摘要：本文设计了一种基于微功率无线收发芯片Si4432的远程数据传输系统。该系统采用ARM Cortex—M3核芯片LPC1766，通过SSP控制器操作射频收发芯片，详细论述了芯片基于时序的编程方法。该方案的运用可以实现无线数据的可靠收发，具有良好通信效果。

　　关键词：微功率；无线数据传输；远程控制

　　引言

　　随着社会的发展，空调系统广泛应用于现代办公大楼及高层建筑中，空调在改善和提高建筑物内部环境质量的同时，也带来了巨大的能源消耗。在现代楼宇建筑中，每年的夏冬两季建筑物的大部分能耗被空调所占据，因此如何通过科学的方法降低空调能耗，是一个亟待解决的问题。

　　积极地开发与合理地运用节能控制技术，将分散的空调进行集中统一的管理是降低空调能耗的有效途径。随着传感器技术、网络技术、计算机技术的发展，各种信息数据的检测、传送、分析处理都具备了实现的条件和手段，促进了物联网核心技术的迅猛发展，使分体空调控制的集中化、网络化成为可能。

　　通过研究物联网的构成及实际应用模式，探索将其引入到分体空调集中控制系统中来，构建一套基于物联网的分体空调节能控制系统。由于各个感知节点分布较广，传统单一的有线传输方式在某些应用中存在传输不稳定、人机交互性不够好、控制实时性不强、网络不够融合、布线不方便等缺点。因此，信息传输网络应建成基于物联网技术的有线和无线相结合的混杂网络架构，将数据汇聚至集中器统一管理，实现分体空调系统运行状态、能耗以及环境状况等数据准确、稳定的传输。其系统结构如图1所示。

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　　3．3 无线数据发送和接收

　　3．3．1 射频芯片初始化及参数设置

　　Si4432有两个只读类型的寄存器：Reg00(内部地址为00h的寄存器)表示设备类型码，Reg01表示版本代码，其值在芯片出厂时已固定，后期不可更改。在此，可以在初始化时通过读取Reg00和Reg01的值，来判断Si4432是否已正常启动。

　　首先初始化LPC1766，启动SSP1控制器。读取Si4432的Reg03和Reg04，将自动清除中断标志，并释放nIRQ引脚。向Reg07写入0x80，即最高位置1，将复位所有的内部寄存器为默认状态，延时10 ms等待Si4432正常工作后，统计启动次数。在Reg00和Reg01的值均满足条件之后，再往相应的寄存器中填入通信参数，随后立即进入接收状态。其流程如图5所示。

　　3．3．2 无线发送程序

　　在发送数据之前，先将芯片设置为挂起(IDLE)状态。指定待发送数据包的长度，再向发送FIFO中填入相应字节数的数据。配置中断返回类型为“数据包发送完毕中断”，即在Si4432将数据成功发送出去之后，通过中断通知LPC1766。随后使能发送，Si4432将自动在数据帧中添加同步字等参数。其流程如图6所示。

　　3．3．3 无线接收程序

　　当Si4432接收到数据时，将通过中断触发的方式，通知LPC1766来处理。首先获取中断状态，判断中断的类型。如果是“数据包发送完毕中断”，则将射频切换到接收状态；如果是“有效数据包接收中断”，则读取数据包的长度值，然后在FIFO中取出指定长度值的数据。重新配置“有效数据包接收中断”，复位接收FIFO，设置模块处于接收状态。当中断处理函数结束之后，重新返回到中断前处理的程序。其流程如图7所示。

　　结语

　　本文介绍了一种基于LPC1766和Si4432的无线通信系统。对具体的硬件电路连接和软件系统的设计进行了详细的介绍，着重论述了通过SSP控制器与Si4432交互的时序编程方法。经过大量的实验证明，该系统通信可靠、稳定性强，具有良好的工程应用效果。