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无线与微控制器结合助力智能照明应用

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智能照明系统是目前照明行业热门的研究对象之一,在无线技术上除了蓝牙、WiFi、ZigBee外Sub-GHz技术也是一个不错的选择。

在设计一个基于Sub-GHz的无线智能照明系统时,最好是选择一款无线SOC,这样不仅集成了无线部分也集成了微控制器部分,可以简化产品的设计,缩小产品的尺寸,减少产品的故障率。是否具有无线唤醒功能也是产品设计者考虑比较多的地方,因为具备无线唤醒功能可以极大的降低产品的功耗,增加产品的卖点。另外,无线数据的安全性也是需要设计工程师关心的一个不可或缺的问题。

本文将为大家介绍适合无线智能照明应用的无线SOC产品。首先,我们了解下智能照明系统的结构框图,如下图所示。

无线与微控制器一举合成 无线SOC助攻智能照明应用

图一 智能照明系统的结构框图

由上图可见,智能照明系统主要由通信&控制模块,电源模块,LED驱动模块及传感器模块组成。我们所要介绍的就是应用在通信&控制模块上的无线产品。

此模块我们推荐使用Silicon Labs公司的EFR32FG1P131系列的产品。这一系列的产品是基于CORTEX-M4内核及Sub-GHz功能的无线SOC,可以很好的解决我们在设计无线智能照明产品时所遇到的问题。

EFR32FG1P131资源丰富 助攻照明争天下

EFR32FG1P131产品的Sub-GHz功能的硬件前端集成低噪放(LNA)和功耗放大(PA),最大可以达到-121.4 dBm的接收灵敏度和20 dBm的发射功率,无需使用外部器件就可以实现极高的接收性能。另外外部的天线匹配网络也很简单,只需要几个电感与电容就可以实现。针对不同的工作频率Silicon Labs公司提供了相应的天线匹配网络的参数,这极大的简化了智能照明系统射频部分的硬件设计。同时芯片内部还集成有无线包处理器,无线数据以包的形式进行处理,简化了工程师的软件设计,降低了射频产品的开发难度,加快了产品的上市时间。

EFR32FG1P131内部集成有RFSENSE模块,RFSENSE模块检测天线接口的射频信号强度并产生系统唤醒中断,可将CPU从深度睡眠方式或停机模式下唤醒,实现真正的射频唤醒。使用EFR32FG1的无线控制器(RAC)(注:RAC功能包括RFSENSE),外设反射系统(PRS)和低功耗外设系统可以实现无线唤醒功能。无线唤醒功能可以在CPU睡眠状态下,不对无线信号 进行解调,实现真正的无线唤醒功能。

EFR32FG1P131内部还集成有硬件的加密引擎,可实现AES128/256,SHA-1,SHA-2(SHA-224,SHA-256)或ECC的硬件加密。在对无线数据加密/解密处理时完全由硬件处理,处理速度快,软件开销小,可采用不同的加密算法,保证无法数据的安全,可靠。

除了以上的资源外,EFR32FG1P131还集成有硬件的PWM、I2C等丰富外设,可以方便与LED驱动模块和传感器模块通讯,实现不同的功能。总之,EFR32FG1P131芯片是智能照明系统的不二选择。

最后附上EFR32FG1P131的其它资源,或登陆世强元件电商APP查看最全最新资料,看看是否对您有所帮助?

强大的MCU和内存选项

■ 带浮点单元的ARM Cortex-M4内核

■ 工作频率最高可以达40MHz

■ 较低的工作模式电流:63μA/MHz

■ Flash空间最大可达256KB

■ SRAM空间最大可达32KB

低功耗节能模式

■ 节能模式2(深度休眠)电流:1.4μA

■ 节能模式3(停止)电流:1.1μA

■ 超快速唤醒:从EM3唤醒只需要3μS

■ 宽的工作电压:1.85V~3.8V

丰富的模拟和数字外设

■ ADC(12位,1 MSPS,326μA)

■ 电流型DAC(4位,拉电流或灌电流)

■ 2个模拟比较器

■ 低功耗UART

■ 2×USART(UART,SPI,IrDA,I2S)

■ I2 C(EM3模式也可以地址识别)

■ 定时器:RTCC,低功耗定时器和脉冲计数器

■ 12通道外设反射系统

■ 多达31个GPIO

封装选项

■ QFN48(7毫米×7毫米)

■ QFN32(5毫米×5毫米)


设计解读
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景观照明监控终端又称作智能照明监控终端,是开开物联自主研发生产的新一代智能照明监控终端,集手动控制、自动控制、定时控制、遥控、遥信、遥测、扩展功能、智能化网关等功能于一身。景观照明监控终端采用景观照明控制器+九路电流电压采集终端通过RS485接口手拉手组合而成,支持测量9路电流、9路电压、有功功率、无功功率、功率因数,总电能及单相电能。
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三遥监控终端又称路灯三遥终端、三遥系统,是开开物联自主研发生产的新一代智能照明监控终端,集手动控制、自动控制、定时控制、遥控、遥信、遥测、智能化网关等功能于一身。三遥监控终端采用三遥控制器+三相电流电压采集终端通过RS485接口手拉手组合而成,支持测量三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、功率因数,总电能及单相电能。
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路灯智能控制器‍又称路灯远程控制器、智能路灯控制器,是开开物联自主研发生产的新一代智能照明控制器,集手动控制、自动控制、远程控制、定时控制、扩展功能、无线通信等功能于一身。路灯智能控制器‍采用创新模块化设计理念,在产品体系中作为控制主机发挥作用,可根据用户需求搭配对应的功能扩展模块,在满足用户需求的前提下实现按需采购,合理控制成本。
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智能路灯监控终端又称作智能路灯控制器、路灯三遥监控终端等,是开开物联自主研发生产的新一代智能照明监控终端,集手动控制、自动控制、定时控制、遥控、遥信、遥测、无线远程通信等功能于一身。智能路灯监控终端采用主控终端+九路电流电压采集终端通过RS485接口手拉手组合而成,支持测量9路电流、9路电压、有功功率、无功功率、功率因数,总电能及单相电能。
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云智能照明控制器是开开物联自主研发生产的新一代智能化照明控制器。云智能照明控制器应用了众多先进的物联网技术和云计算技术,集成军品级32位ARM芯片,搭载嵌入式Linux操作系统,具有运行速度快、计算精度高、性能稳定、功能强大等特点。以云智能照明控制器为核心设备,通过开开物联智慧照明监控平台V3.0,用户能够快速搭建起高效实用的智慧照明管理系统,并使用手机、电脑、PAD等终端随时随地远程控制。
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