CN208523035U - 用于智能照明系统的超远距离无线通信装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于智能照明系统的超远距离无线通信装置，属于路灯控制技术领域。本实用新型采用nRF24L01的无线收发芯片，具有自动应答和自动重发功能，非常便于开发；采用MCP01的功率放大芯片，在2.4Hz‑2.5Hz频段的集成度高，极大的简化外围电路设计，且收、发增益大，适合远距离无线通信；本实用新型具有通信稳定度高、抗干扰性强、传输距离远的优势，非常适用于智能照明系统。
Description
技术领域
本实用新型涉及路灯控制技术领域，具体地说，尤其涉及用于智能照明系统的超远距离无线通信装置。
背景技术
随着社会经济的不断发展，人们对市政建设中城市照明系统的要求不断提高。传统的路灯控制技术与维护方法存在着很多缺点和弊端，包括施工复杂，灵活性差，存在能源浪费、智能化程度低、通信稳定度差等，无法适应城市现代化发展的需求。
近年来，随着以无线通信技术为基础的物联网、智能家居、3G网络等新技术的飞速发展，无线传输技术已经被广泛应用于实际中，将无线技术应用至路灯照明系统中已是智能照明控制系统的主流，然而现有的无线通信装置往往存在工作稳定性较低、传输距离较近、传输速率较低、体积较大、成本较大、功耗较高且软硬件设计较复杂。
发明内容
为了解决上述问题，本实用新型公开了一种用于智能照明系统的超远距离无线通信装置。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：
一种用于智能照明系统的超远距离无线通信装置，其特征在于：包括无线收发单元，所述无线收发单元一侧连接有用于接受外部微控制器的配置以完成数据收发的SPI接口，所述无线收发单元的电源输入端连接有电源模块，所述无线收发单元的信号输出端依次串接有第一信号阻抗匹配电路、功率放大模块和第二信号阻抗匹配电路，所述第二信号阻抗匹配电路的信号输出端与天线相连，所述无线收发单元还与传感器检测电路、时钟电路及环境控制电路连接。
所述无线收发单元采用型号为nRF24L01的无线收发芯片。
所述功率放大模块采用型号为MCP01的功率放大芯片。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型采用nRF24L01的无线收发芯片，具有自动应答和自动重发功能，非常便于开发；采用MCP01的功率放大芯片，在2.4Hz-2.5Hz频段的集成度高，极大的简化外围电路设计，且收、发增益大，适合远距离无线通信；本实用新型具有通信稳定度高、抗干扰性强、传输距离远的优势，非常适用于智能照明系统。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型的环境控制电路原理图；
图3是本实用新型的时钟电路原理图；
图4是本实用新型的传感器检测电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进一步说明：
一种用于智能照明系统的超远距离无线通信装置，其特征在于：包括无线收发单元，所述无线收发单元一侧连接有用于接受外部微控制器的配置以完成数据收发的SPI接口，所述无线收发单元的电源输入端连接有电源模块，所述无线收发单元的信号输出端依次串接有第一信号阻抗匹配电路、功率放大模块和第二信号阻抗匹配电路，所述第二信号阻抗匹配电路的信号输出端与天线相连，所述无线收发单元还与传感器检测电路、时钟电路及环境控制电路连接。
所述无线收发单元采用型号为nRF24L01的无线收发芯片。
所述功率放大模块采用型号为MCP01的功率放大芯片。
如说明书附图图1所示，一种用于智能照明系统的超远距离无线通信装置，其特征在于：包括无线收发单元，所述无线收发单元一侧连接有用于接受外部微控制器的配置以完成数据收发的SPI接口，所述无线收发单元的电源输入端连接有电源模块，所述无线收发单元的信号输出端依次串接有第一信号阻抗匹配电路、功率放大模块和第二信号阻抗匹配电路，所述第二信号阻抗匹配电路的信号输出端与天线相连，所述无线收发单元还与传感器检测电路、时钟电路及环境控制电路连接。
所述无线收发单元采用型号为nRF24L01的无线收发芯片。
所述功率放大模块采用型号为MCP01的功率放大芯片。
nRF24L01是一款工作在2.4-2.5GHz世界通用ISM频段的单片无线收发芯片。内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块，该芯片具有自动应答及自动重发的功能，有ShockBurst和增强型ShockBurst两种数据包处理方式。其中输出功率和通信频道可通过程序进行配置。
nRF24L01功耗低，在以-6dBm的功率发射时，工作电流也仅有9mA，接收时，工作电流只有12.3mA。该芯片拥有掉电模式和空闲模式，供电电压为1.9～3.6V，通过模式的切换，可以使得低功耗设计成为现实。数据传输率为1Mbps或2Mbps，MCU通过SPI与该芯片进行通信与配置。
nRF24L01内置ShockBurst和Enhanced ShockBurst两种工作模式。工作于ShockBurst模式下，当接收到有效地址和数据时，IRQ通知MCU，随后MCU可将接收到的数据从RX FIFO中读出，在ShockBurst模式下，nRF24L01自动生成前导码和CRC校验，减少了MCU的工作量。而工作于Enhanced ShockBurst模式下，可以使得双向链路协议执行起来更为容易、有效。
MCP01是由MicroLinks公司推出的一款工作在2.4-2.5GHz频段的高线性高效率的功率放大芯片。典型工作电压3.3V；内部集成PA(功率放大器)、LNA(低噪声放大器)、SPDTswitch(单刀双掷开关)等模块，输入、输出阻抗为50Ω，极大的简化外围设计电路；发送功率增益最高可达22dB。芯片采用3X3mm的QFN封装，极大地缩小了开发电路板面积。发送、接收模块均内置，用户在开发时只需考虑阻抗匹配电路和基本的外围电路，缩短了开发周期，降低了开发成本。
环境控制电路由555定时器U3组成的施密特触发器，555定时器U3的引脚1接地，55定时器U3的引脚2连接光敏电阻RP2和光敏电阻RG1的一端，光敏电阻RP2的另一端串联电阻R12接到555定时器U3的引脚4上，光敏电阻RG1的另一端串联电容C8接到555定时器U3的引脚5上，以及光敏电阻RG1的另一端串联电容C8接到555定时器U3的引脚6上；555定时器U3的引脚3串联电阻R13接到三极管Q1的基级，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极接发光二极管D2和电阻R16，并接到555定时器U3的引脚8上；利用光敏电阻的阻值与光照度呈反比例关系，采样其两端的电压信号，利用采样的电压信号通过施密特触发器输出的TTL电平来控制LED灯的开关。
环境控制电路是对环境光亮度的检测，从而实现自动开灯关灯；明暗检测采用光敏电阻RG1和光敏电阻RP2分压，提取电压信号，送到由555定时器U3组成的施密特触发器。当环境暗到一定程度通过RP2可以方便的调节，光敏电阻RG1阻值上升，施密特触发器翻转，将电平信号送单片机1处理；电容C8为抗干扰设计，如天暗时，闪电的干扰，电容C8使555定时器U3的2脚电压不会突变，防止误动作。
时钟电路由控制芯片U2和二极管D1组成，控制芯片U2的引脚5，6，7分别连接电阻R10、电阻R9、电阻R8形成并联接到控制芯片U2的引脚1上；控制芯片U2的引脚1还串联二极管D1和电阻R7接到控制芯片U2的引脚8上。控制芯片U2的型号为DS1302，是一种高精度时钟集成电路，可以进行年、月、日、星期、时、分、秒计时，功能强大。
传感器检测电路的传感器采用E18-D80NK红外传感器，传感器检测电路4由发光二极管D4及与非门元件U6A和非门元件U6B组成；采用低电平输出，正常状态是高电平输出。
综上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型实施的范围，凡依本实用新型权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本实用新型的权利要求范围内。
Claims (3)
1.一种用于智能照明系统的超远距离无线通信装置，其特征在于：包括无线收发单元，所述无线收发单元一侧连接有用于接受外部微控制器的配置以完成数据收发的SPI接口，所述无线收发单元的电源输入端连接有电源模块，所述无线收发单元的信号输出端依次串接有第一信号阻抗匹配电路、功率放大模块和第二信号阻抗匹配电路，所述第二信号阻抗匹配电路的信号输出端与天线相连，所述无线收发单元还与传感器检测电路、时钟电路及环境控制电路连接。
2.根据权利要求1所述的用于智能照明系统的超远距离无线通信装置，其特征在于：所述无线收发单元采用型号为nRF24L01的无线收发芯片。
3.根据权利要求1所述的用于智能照明系统的超远距离无线通信装置，其特征在于：所述功率放大模块采用型号为MCP01的功率放大芯片。
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|---|---|---|---|---|
| CN110011688A (zh) * | 2019-03-22 | 2019-07-12 | 深圳市爱克斯达电子有限公司 | 无线通信装置、无线通信方法及照明装置 |
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