基于nRF9E5和火线的单线制射频遥控开关设计

2 软件程序设计

2.1 通信协议

要实现射频控制面板开关功能，就必须完成开关面板终端和遥控器（即上位机主收发器）之间的射频数据通信，需要对nRF9E5进行初始化，并根据实际情况进行配置设置；对每一个射频遥控控制开关的通信帧格式进行定义，实现一对多的功能。各开关面板的控制数据通信帧格式如下：



引导码和校验码由nRF9E5自动加载，其他都由内置的微控制器程序产生。识别码为本接收机代号，与其他的接收机区分开来。状态字为1位，值为 0时，表示后面的数据为命令字，反之为数据字。数据1…N根据实际情况设置字数。填充码表示本帧在不够规定的长度时，填若干个0到达规定的帧长度。接收控制数据时，nRF9E5先接收一帧数据包，分别验证引导码、接收机地址和校验码，正确后再将有效负载数据送入微控制器处理；当微控制器判断有效负载中的识别码和本机识别码号一致时，继续处理后继数据，否则放弃该数据包，并要求重发。当nRF9E5处于发射模式时，接收机地址和有效负载由微控制器按顺序送入射频模块nRF9E5，引导码和校验码由nRF9E5自动加载。

2.2 软件流程

要实现上述控制数据帧通信功能，需要对nRF9E5进行初始化配置和用户程序设计。程序采用中断接收，按需发送。发送和接收程序流程如图4所示。有一个收发主程序，市网来电先使nRF9E5配置初始化，再进入正常中断接收、按需发送工作。有两个中断服务程序：一个是当取样电阻压降过大时，引起Q6反转，表明负载过重，切断继电器，同时触发INT0中断服务程序，蜂鸣器报警，绿灯灭，红灯以16 Hz（最高）频率闪烁，微控制器读开关相应的工作数据，把过载的情况发送出去，随后进入死循环，由WDT溢出强制复位；另一个中断服务程序是手动开关K1 （或K2、K3）引起的触发INT1中断，相当于射频接收到了遥控数据，完成射频接收一样的工作流程。



图4 微控制器控制程序流程

结语

在传统的墙面86型机械开关改造过程中，充分考虑到了射频收发模块nRF9E5芯片高度集成的优点，节省了存储器等外设，很容易构建新的通信协议数据帧，能使其应用于多点射频控制终端。硬件上选择符合负载的功率器件，使得设计射频遥控开关适合零线不入开关的电工安全规范。同时，基于nRF9E5 和火线的单线制遥控控制有更多的用途，在不易布线而且又要多点控制的地方，就是此种技术应用的地方。