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基于Wi-Fi的智能楼宇监控系统硬件电路设计
一、引言
智能建筑是信息产业发展的重要标志之一,在很多发达国家中也是现代建筑和其信息技术跨时展的象征.在现代智能建筑中,智能楼宇监控系统是智能建筑的重要组成部分,依据该系统可以对智能建筑进行监测和控制,进而为用户建立一个好的舒适环境,而对其硬件电路设计很大程度上决定了智能楼宇监控系统设计质量.此时如何有效地进行智能楼宇监控系统硬件电路优化设计也成为了智能楼宇建筑领域亟待解决的一个主要问题,引起了很多专家和学者的重视.
二、智能楼宇监控系统硬件电路系统整体框架
智能楼宇监控系统硬件电路系统整体框架如下图所述,其包含了4 个最主要的部分,是上位机,Wifi 模块,传感器,设备与下位机,将这些融入到整体的网络设计中,利用Wifi技进行通信,将APP 应用嵌入到上位机中,依据按键操作,对其下位机输送控制命令,利用传感器采集数据对外部设备进行统一管理,而上位机是为APP 应用配备的平台,Wifi 模块最大的作用是便于通信,并负责通信链路的管理,制定统一的数据传输章程.下位机主要构成部分是由STC51 系列单片机组成,其主要功能是为了初始化W ifi 模块和其外部设备,主要需要对传感器数据进行管理,而设备和传感器是系统需要控制的对象.
三、基于WiFi 的智能楼宇监控系统硬件电路设计
3.1Wifi 串口模块电路进行设计
在对智能楼宇监控系统硬件电路优化设计中,将W ifi串口模块定义为转换器,其作用是为单片机的串口信号融合到无线W ifi 信号中,定义为W ifi 串口模块,该模块的原理图如图2 所述.
在上图中,会有两根单线和单片机的P30 与P31 相互连接,其工作原理为,当网络输送TCP 数据给模块,而其模块会介入串口数据,其被单片机所接受.将该模块定义为数据的传输通道.W ifi 串口模块包含了命令模式和模式.在第二种模式中,W ifi 串口模块无法对任何的数据进行处理,形成数据帧就直接输送出去了.
3.2 基于Wi-Fi 的监控系统节点微处理器芯片选型与电路设计优势
在基于Wi-Fi 的智能楼宇监控系统硬件电路设计过程中,将MSP430 系列单片机定义为16 位的超低功耗的混合信号处理器,该系统单片机在其运算,调度,整合开发等方面具有很多优势,具体的做如下表述：1、运算性能精简.指令集和16 位架构能够大幅度提升使MSP430 微控制器的控制指令计算效率,因为其相对的优势在于具有16 位的硬件乘法器,而DMA 会保障单片机的数据处理和计算能力.2、能耗较低.将处理器供电规格定义为:1. 8V}-3. 6V, 0. 1 u A}-400 a A, 250 } A/ MIPS,将端口线路输入最大漏电流的范围设定在50nA 中,而这两方面同领域中耗能最小的.3、系统融合性.将 MSP430 系列单片机形成为不同类型的功能模块,该模块中包含定时器,硬件乘法器,驱动器及其DMA 控制器和一个全面的终端功能.另外,大部分的MSP430 系列单片机会采用FLASH 技术对在线编程进行支持和其对熔断器的保障.
四、结束语
将Wi-F 技术引入到智能楼宇监控系统硬件电路设计过程中,得到基于WiFi 的智能楼宇监控系统硬件电路系统整体框架,对Wifi 串口模块硬件开发平台进行设计,给出基于Wi-Fi 的监控系统节点微处理器芯片选型与电路设计优势,由此实现基于Wi-Fi 的智能楼宇监控系统硬件电路设计.
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