基于FSM的低功耗ZigBee遥控器

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基于低功耗蓝牙的智能遥控器设计

基于低功耗蓝牙的智能遥控器设计作者：钟志峰来源：《环球市场信息导报》2018年第18期本文提出一种基于低功耗蓝牙（ BLE）技术的智能遥控器设计方案。

整个系统包含蓝牙soc芯片、加速度计、陀螺仪、音频编解码器等，利用这些器件实现的智能遥控器，能给智能电视提供如按键、体感数据、语音识别等服务。

该遥控器相比传统红外遥控器有着响应速度快、无方向性、功能丰富等特点。

随着科技的日新月异，电视正朝着越来越智能化的方向发展，各种搭载智能操作系统的电视也逐渐进入寻常百姓家。

然而传统红外遥控器响应速度慢、具有方向性、无法穿越障碍物等缺点，却限制着智能电视用户体验的提升。

因此，如何寻找一种新型的遥控方式成了电视生产厂商的一大难题。

低功耗蓝牙技术的出现正好给这个难题提供了一种解决方法。

此款智能遥控器采用的核心器件为高通公司的CS R1011蓝牙芯片，它是一款基于BLE的sOc芯片，集成有蓝牙协议栈和微控制器，遥控器以此为核心，使用矩阵键盘获取按键控制指令，通过BMI160和MAX9860分别采集体感数据和语音数据，并通过蓝牙将这些数据传送给智能电视，实现对智能电视的控制。

一、硬件电路设计整个硬件框图如图1所示，主要由蓝牙核心器件CSR1011、存储器件AT24C512.六轴（加速度和陀螺仪）传感器BMI160、音频编解码芯片MAX9860和键盘矩阵组成。

蓝牙核心器件CSR1011为系统控制核心，负责与智能电视进行蓝牙数据通信以及控制周边外设；AT24C512用于存放应用程序以及程序运行过程中需要保存的数据；BMI160负责体感数据的采集，并通过IIC接口将数据传送给CSR1011；MAX9860负责语音数据的采集，通过IIS接口将数据传送给CSR1011；键盘矩阵由CS R1011的数字10口搭建，CSR1010通过对I0口的不断扫描直接获取按键数据。

（一）蓝牙主控模块。

主控由蓝牙SOC CSR1011搭配两颗晶振和一颗存储芯片构成，两颗晶振的频率分别为32kHz和16MHz，其中32kHz主要在低功耗时使用，16MHz是全速运行时使用。

一种基于stm32的低功耗遥控器设计

征供电的正常与否。指示灯还用于指示遥控信号的发送，以及遥控器对信息的接收。按键模块可以是按键触发，也可以是基于触摸显示屏的触摸按键触发。USB 模块可以用于充电，也可以用于传输数据信息。
硬件设计
低功耗主控最小系统包括微处理器、时钟电路和复位电路，微处理器选择 Cortex － M3 内核的 STM32L 系列低功耗芯片，其具有较低的低功耗模式，能够进行休眠与唤醒，从而使遥控器具有较低的功耗。Cortex － M3 内核的 STM32L 系列低功耗芯片采用 RISC 结构，具有 FLASH 和 SRAM 存储空间，并有较高的工作频率和多种低功耗工作模式，以及支持 SWD、JTAG 调试模式。
◎ 31 万～ 60 万
中国科技信息 2020 年第 2 期·CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Jan.2019 DOI：10.3969/j.issn.1001- 8972.2020.02.026
可实现度
可替代度
行业曲线

appraisement
睡眠模式内核停止运行，外设保持运行，设置相关寄存器，可自动关闭外设时钟，WFI 或 WFE 而进入，任一中断或唤醒事件唤醒
低功耗睡眠模式
内核停止运行，外设可保持运行，设置相关寄存器，可关闭 Flash 供电，可禁止 BOR 功能，LPSDSR 位及 WFI 或 LPSDSR 位及 WFE 而进入，任一中断或唤醒事件唤醒
遥控器用于对被控设备进行遥控操控，其被广泛应用于工业控制，智能家居控制，抄表，以及无人机遥控等领域。鉴于遥控操控的迅猛发展，针对遥控操控设计一款低功耗的遥控器是亟待突破的技术难题。同时，面对遥控操控的遥控器，其具有低功耗能够使遥控器节省电量，以及延长遥控器的使用时长，从而使遥控器具有较长的使用寿命。因此，遥控器具有低功耗是遥控操控的发展趋势，并具有巨大的市场前景。

基于ZigBee的智能家居遥控器设计

什☆E咏L一；氅熙燕苎：气K卵固基于Z i gB ee的智能家居遥控器设计‘=稿州太拳电气工枉々自动№卞慧韬连喝州3501082．俩连雀砬林科技有限心i】，m连福州350015)摘要：升目C--种基于Z i gB ct技术的日控罄☆”女$。

目#7硬件§统的原理和女目口计电路，并≈软件设计∞i点进行7竹绍。

该遥控器通过5x5键盘^机接口+对其他^线节点进行设置和控制，并在L C I)显i屏±显i女镕过#目控Ⅻ镕军。

渡遥控器具育低自#、低成本、可m n＆制、目同i镕荨特^，可r a＆月f女月***等领域。

关键词镕％i居；z，蛐”技术；传藤器：组网：遥控器中目分类号：¨’872女献标志日l{i章％号：1674“】1(Ⅻ……㈨／1I350引言H前市场P}I{*的很多家川I U器掷带柯逍拧器．但绝大多数都址基j：“外射频技术i殳i P 的，如电税机遥控器、卒州遥控器D V D遥控器等肚r红外技术设计的道#!器给人“J的牛活带束r许多便利．通过这此遥控器人们lⅡ以在趴离电器儿水之外方便地操控电嚣f u这些遥控器一般都为A线遥控．遥控信号尤法绕过障碍物，也无法埘电器进}i组网控制．且有救距离短：Zi gB e e是最近几年兴起的一种低功耗，短距离、低速率、组网灵恬的无线通信技术。

将其应用在家电设备的遥挣器上．可实现对家『“设备的组网及远程控制。

本文设计r一种基1zt异B∞技术的智能家居遥控器，．1硬件设计根据遥控器设计宴现的功能要求．稿个硬件电路主要m Z i gBee尤线通信模块、5x5键盘阵列模块、I rD艟玳模块、外帮存储模块及电源模镕eC l l965m}．g．#＆．"R女自*#{i E＆$。

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遥控器垃‘I cU路总体榧H 如图I所小目I谱控器设计g体框目Zi gB ee无线通信模块恢设计采用的R F芯片为M i c『ochi p公司生产的M R E：4J40。

基于Zigbee的智能家居遥控器的研究与实现的开题报告

基于Zigbee的智能家居遥控器的研究与实现的开题报告一、研究背景及意义随着智能家居技术的不断提升以及智能设备的普及，智能家居遥控器作为一种重要的智能家居控制方式，也得到了广泛的应用。

目前市场上的智能家居遥控器主要有基于红外线和WiFi两种技术实现的产品。

然而，基于红外线的遥控器只能够实现对单一设备的控制，对于多种不同的设备需要使用不同的遥控器，不便于使用。

而基于WiFi技术的遥控器则需要设备与路由器连接，复杂度较高。

Zigbee技术具有低功耗、小型化、低成本等优点，在智能家居领域得到了广泛的应用。

本研究基于Zigbee技术，设计并实现一种智能家居遥控器，旨在利用Zigbee技术的优势，实现对多种智能设备的控制，提高智能家居控制的便利性与灵活性。

二、研究内容及目标本研究主要包括以下内容：1.调研目前市场上的智能家居遥控器，评估其优缺点。

2.研究Zigbee技术原理，设计并实现基于Zigbee的智能家居遥控器硬件与软件系统。

3.实现智能家居遥控器与智能设备的通信，包括控制命令的传输与接收。

4.测试智能家居遥控器的性能，评估其可靠性、性能等指标。

主要研究目标如下：1.实现基于Zigbee的智能家居遥控器系统，包括硬件与软件。

2.实现智能家居遥控器与智能设备的通信，支持对多种智能设备的控制。

3.评估智能家居遥控器的性能，包括可靠性、性能等指标。

三、研究方法及步骤1.调研阶段：调研目前市场上的智能家居遥控器，评估其优缺点，分析市场需求。

2.设计阶段：学习Zigbee技术原理，设计并实现基于Zigbee的智能家居遥控器硬件与软件系统。

3.实现阶段：实现智能家居遥控器与智能设备的通信，包括控制命令的传输与接收。

4.测试阶段：测试智能家居遥控器的性能，评估其可靠性、性能等指标。

四、研究预期成果本研究预期完成以下成果：1.设计并实现基于Zigbee技术的智能家居遥控器硬件与软件系统。

2.实现智能家居遥控器与多种智能设备的通信，支持对多种智能设备的控制。

基于MSP430的低功耗RF-红外控制器的设计

基于MSP430的低功耗RF/红外控制器的设计
0 引言
在智能化家居控制系统应用中，无线通信和控制已经越来越广泛地被运用。

为了实现对居室电器设备的集中无线控制，可采用电话遥控、手持遥控器进行远程或短距离的无线控制，但所控制和传输的信号都是RF 信号。

然而有些被控对象本身是用红外信号遥控的，例如电视机、空调，由于各种品牌的空调都有自己的红外编码信号，相互不能通用，这就给智能化家居控制系统中红外遥控器的集中无线控制带来了极大的不便。

本文就基于MSP430 的低功耗RF/红外控制器的设计与实现进行介绍。

1 工作原理
大多数红外遥控信号的输出都是用编码后串行数据对38~40KHz 的方波进行脉冲幅度调制而产生的PWM 信号，如图1 所示。

各种品牌的红外遥控器的编码信号互不兼容[1][2]。

对该波形进行测量，并将高低电平的宽度存于Flash 中，而不管其如何编码。

当需要对远端的红外设备进行无线控制时，在内存中取出该数字序列，经Msp430 单片机中的捕获比较功能模块，将其还原成红外编码信号。

为了实现无线传输，将该信号调制到350MHz 或420MHz 的无线电波上进行传送。

由于红外编码信号的频率只有几十K 左右，而无线载波的频率是350MHz，以上变换的误差很小。

而防止产生误动作的关键是脉冲函数的宽度的选取。

采样频率越高，误差就越小，但内存的用量就越大。

本文选取采样频率为红外基波频率（20KHz）的6 倍[6][7]。

接收端的电路先将收到的调制信号解调,得到与图 1 相似的红外波形，。

基于单片机的低功耗智能遥控调光器的设计

Ｕｒｍｑｉ３５ｕ８００２
ＡｂｔａｔＩｔｉｐｐｒ，ｔｅｃｕｌｕｅｆｈｅｐｒｅｃａｄｅｄｓｒｃ：ｎｈｓａｅｈａｔａｓｏｔｅｘｅｉｎｅｎｎｅｓ，ｂｓｄｎｉｇｅｃｉｄｓｇｔｅｐｎｉａｄｃｏｉｇｆｔａｅｏｓｎｌ－ｈｐｅｉｎｈｏｅｎｇｎｌｓｎｏｈｅ
ｄｓｇｅｉｎ
ＬｉｈｈｉＬｎＸｕｑａＬＸｕｉｎＳｕａｅｇｅｕｎｉｅｌａ
ＭａｈｎｒｎｒｎｐｒｔｎｎｔｕｅｏｉｊｎＡｒｕｔｒｌＵｉｅｓｔｃｉｙａｄＴａｓｏｔｉＩｓｉｔｆＸｎｉｇｇｉｌａｎｖｒｉｅａｏｔａｃｕｙ
１系统的硬件结构设计
１１智能调光器的基本原理．将控制器串连在灯的交流回路内，通过单片机控制可控硅…的导通角的大小，从而控制流经灯的等效电流的大小，制灯控的亮度。电源电路中包含一个给系统供电的大容量电容，容在可控硅导通期间处电
前的工作状态。
控器所发送的按键信息。
１２系统主要硬件电路设计．串接可控硅的照明电路作为系统的基２系统软件设计本回路，控制器采用高性能单片机，控２．调光器控制系统及功能主可１硅的导通角度通过输出不同占空比的整个智能调光器的核心部分是单片机

基于单片机的低功耗智能遥控调光器的设计

37科技资讯 S CI EN CE & T EC HNO LO GY I NF OR MA TI ON 信息技术合理调光使照明效率提升，延长光源的寿命，减少能源消耗和维修费用。

并且可以通过调光实现复杂光线的照明需求，最大限度地利用光源，减少灯具的更换次数，避免使用复杂昂贵的灯具，节省成本。

家庭照明中有频闪、亮度单一等问题促使产生了调光器这种设备。

本课题设计的智能调光器，不但具有一般调光器的调节灯光亮度的功能，同时具有掉电状态记忆、延时关闭等功能。

1 系统的硬件结构设计1.1智能调光器的基本原理将控制器串连在灯的交流回路内，通过单片机控制可控硅[1]的导通角的大小，从而控制流经灯的等效电流的大小，控制灯的亮度。

电源电路中包含一个给系统供电的大容量电容，电容在可控硅导通期间处于充电状态，这样当系统断路时电容可以持续系统供电。

调光器中交流的过零采样电路取到过零点作为一个外部中断，可控硅导通电的大小就是控制单片机的定时器开始计时的大小，同时采用如下的判断机制：当，即判断失去两个过零点时发生断电情况，这时即停止调光器的动作，写入当前的工作状态，待重新取得过零点时恢复先前的工作状态。

1.2系统主要硬件电路设计串接可控硅的照明电路作为系统的基本回路，主控制器采用高性能单片机，可控硅的导通角度通过输出不同占空比的P W M 波来控制，得到不同等级的灯光亮度。

其结构图如图1所示。

力求将整个设计做到性能最优，控制可靠，成本最低。

调光器结构，如图2所示，系统的电源部分是通过一个5.1V 的稳压管控制Q 4和Q5的导通，从而为电容C3充电，保持C3上的电压稳定在5V 左右，照明回路与PW M驱动电路构成调光器主回路，通过改变P W M 波的占空比，就能控制照明回路在每半个周期内导通的时间，也即亮度。

过零点采样电路的功能是取得交流波形的过零点，作为单片机的外部中断信号。

红外发送电路是利用单片机[3]的P1.0口输出预先设定的编码。

一种基于FSM的短距离家居通讯协议的控制系统[实用新型专利]

专利名称：一种基于FSM的短距离家居通讯协议的控制系统专利类型：实用新型专利
发明人：李文杰,苏成悦,庄伟林,周泰毅,陈旭峰,叶政熙
申请号：CN201120481179.9
申请日：20111128
公开号：CN202385121U
公开日：
20120815
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种基于FSM的短距离家居通讯协议的控制系统，包括主机和与主机连接的若干从机；所述主机包括依次连接的发送缓存模块、插入模块、发送寄存器模块与循环冗余校验码产生器模块；所述从机包括依次连接的接收寄存器模块、检测模块、接收缓存模块与循环冗余校验码检测器模块；所述循环冗余校验码产生器模块的信号输出端同时与接收寄存器模块的信号输入端相连接。

申请人：广东工业大学
地址：510006 广东省广州市番禺区广州大学城外环西路100号
国籍：CN
代理机构：广州粤高专利商标代理有限公司
代理人：林丽明
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基于ZigBee的低功耗智能无线控制系统的设计

随着人们生活水平的不断提高,室内的空调、灯光、电视、冰箱等家电设备的数量与功能也越来越多,从而导致控制各种复杂多样的家电设备变得非常繁琐,这就需要一个综合的智能家电设备控制系统来解决这一问题。

现阶段的主流的智能家居控制系统基本上采用WiFi无线局域网组网连接家电设备实现家电的智能控制,该技术的弊端在于高能耗和高成本[1],仅适用于经济条件较高的家庭用户使用。

然而基于广泛使用的TCP/IP与低功耗的ZigBee二种技术优点组网连接家电设备实现家电的低功耗智能控制技术产品的研究较为少见。

1 系统总体设计原则基于ZigBee协议的智能家居控制系统是一个实用性很强的应用型系统,本次系统设计的主要目标首先就是要实现能够在移动客户端Android平台上轻松自如地完成对用户的所有家电的自由控制,包括窗帘、灯光、空调等。

并具备一定的自动化控制功能和手动收稿日期:2019-07-16*基金项目:湖南省湘潭市科学技术局2018年度市级科技指导性计划项目:《基于ZigBee的低功耗智能家居控制系统的研究》(ZJ-HZK20181001);湖南省教育厅科学研究项目:《互联网+现代农场无线智能控制技术及应用研究》(17C0846)作者简介:熊登峰(1983—),男,湖南益阳人,硕士,副教授、高级工程师,研究方向:信息系统项目管理。

基于ZigBee的低功耗智能无线控制系统的设计*熊登峰周海珍(湖南软件职业学院,湖南湘潭 411201)摘要:随着家用电器设备的数量与功能越来越多,人们对于智能家居控制技术的需求也越来越迫切。

基于ZigBee的低功耗智能无线控制技术一定程度上实现了TCP/IP与低功耗的ZigBee二种技术优点组网连接家电设备实现家电的低功耗智能控制技术。

关键词:Z i gB e e；智能；无线控制系统；系统设计中图分类号:TP18文献标识码:A文章编号:1007-9416(2019)09-0139-01设计开发DOI:10.19695/12-1369.2019.09.71图1 系统网络拓扑示意图图2 系统功能结构示意图图4 ZigBee网关协议转换示意图图3 网关架构示意图······下转第141页2019年第 9 期图纸看起来美观性更高,更具备吸引力。