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基于CC2530,CC2541主控芯片的ZigBee/蓝牙/WIFI智能家居产品的解决方案

2017-06-26
类别:智能家居
eye 763
文章创建人 拍明




应用领域:智能家居

方案类型:成品

主控芯片:CC2530,CC2541


方案概述

核心芯片型号:CC2530,CC2541


功能:基于ZigBee HA标准的智能家居整体解决方案,包括智能主机、智能开关、智能插座、智能门锁、智能灯泡、红外感应、门磁等产品,能与符合ZigBee HA标准的其它设备互联互通。


技术参数:


ZigBee HA协议


应用场合与方案优势:


精通ZigBee无线组网协议,使得通信稳定可靠,实时性高,用户体验好;

支持组网节点数量多;


提供方案定制、PCBA、OEM成品等多种合作方式,价格优惠。

基于CC2530,CC2541主控芯片的ZigBee/蓝牙/WIFI智能家居产品的解决方案.jpg

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cc2530

CC2530 是用于2.4-GHz IEEE 802.15.4ZigBee RF4CE 应用的一个真正的片上系统(SoC)解决方案。它能够以非常低的总的材料成本建立强大的网络节点。

 

CC2530 结合了领先的RF 收发器的优良性能,业界标准的增强型8051 CPU,系统内可编程闪存,8-KB RAM 和许多其它强大的功能。CC2530 有四种不同的闪存版本:CC2530F32/64/128/256,分别具有32/64/128/256KB 的闪存。CC2530 具有不同的运行模式,使得它尤其适应超低功耗要求的系统。运行模式之间的转换时间短进一步确保了低能源消耗。

CC2530F256 结合了德州仪器的业界领先的黄金单元ZigBee 协议栈(Z-Stack™),提供了一个强大和完整的ZigBee 解决方案。

CC2530F64 结合了德州仪器的黄金单元RemoTI,更好地提供了一个强大和完整的ZigBee RF4CE 远程控制解决方案。

 

引脚描述

引脚名称 引脚 引脚类型 描述

AVDD1 28 电源(模拟) 2-V3.6-V 模拟电源连接

AVDD2 27 电源(模拟) 2-V3.6-V 模拟电源连接

AVDD3 24 电源(模拟) 2-V3.6-V 模拟电源连接

AVDD4 29 电源(模拟) 2-V3.6-V 模拟电源连接

AVDD5 21 电源(模拟) 2-V3.6-V 模拟电源连接

AVDD6 31 电源(模拟) 2-V3.6-V 模拟电源连接

DCOUPL 40 电源(数字) 1.8V 数字电源去耦。不使用外部电路供应。

DVDD1 39 电源(数字) 2-V5-V 数字电源连接

DVDD2 10 电源(数字) 2-V5-V 数字电源连接

GND - 接地 接地衬垫必须连接到一个坚固的接地面。

GND 1,234 未使用的引脚 连接到GND

P0_0 19 数字I/O 端口0.0

P0_1 18 数字I/O 端口0.1

P0_2 17 数字I/O 端口0.2

P0_3 16 数字I/O 端口0.3

P0_4 15 数字I/O 端口0.4

P0_5 14 数字I/O 端口0.5

P0_6 13 数字I/O 端口0.6

P0_7 12 数字I/O 端口0.7

P1_0 11 数字I/O 端口1.0-20-mA 驱动能力

P1_1 9 数字I/O 端口1.1-20-mA 驱动能力

P1_2 8 数字I/O 端口1.2

P1_3 7 数字I/O 端口1.3

P1_4 6 数字I/O 端口1.4

P1_5 5 数字I/O 端口1.5

P1_6 38 数字I/O 端口1.6

P1_7 37 数字I/O 端口1.7

P2_0 36 数字I/O 端口2.0

P2_1 35 数字I/O 端口2.1

P2_2 34 数字I/O 端口2.2

P2_3 33 数字I/O 模拟端口2.3/32.768 kHz XOSC

P2_4 32 数字I/O 模拟端口2.4/32.768 kHz XOSC

RBIAS 30 模拟I/O 参考电流的外部精密偏置电阻

RESET_N 20 数字输入 复位,活动到低电平

RF_N 26 RF I/O RX 期间负RF 输入信号到LNA

cc2530功能引脚图


cc2530功能引脚图

RF_P 25 RF I/O RX 期间正RF 输入信号到LNA

XOSC_Q1 22 模拟I/O 32-MHz 晶振引脚1或外部时钟输入

XOSC_Q2 23 模拟I/O 32-MHz 晶振引脚2

功能介绍

·RF/布局

–适应2.4-GHz IEEE 802.15.4 RF 收发器

–极高的接收灵敏度和抗干扰性能

–可编程的输出功率高达4.5 dBm

–只需极少的外接元件

–只需一个晶振,即可满足网状网络系统需要

6-mm ×6-mm QFN40 封装

–适合系统配置符合世界范围的无线电频率法规:ETSI EN 300 328 EN 300440(欧洲),FCC CFR47 15 部分(美国)ARIB STD-T-66(日本)

·低功耗

–主动模式RXCPU 空闲):24 mA

–主动模式TX 1dBmCPU 空闲):29mA

–供电模式14 μs 唤醒):0.2 mA

–供电模式2(睡眠定时器运行):1 μA

–供电模式3(外部中断):0.4 μA

–宽电源电压范围(2 V3.6 V

·微控制器

–优良的性能和具有代码预取功能的低功耗8051 微控制器内核

32-64-128-KB 的系统内可编程闪存

8-KB RAM,具备在各种供电方式下的数据保持能力

–支持硬件调试

·外设

–强大的5 通道DMA

IEEE 802.5.4 MAC 定时器,通用定时器(一个16 位定时器,二个8 位定时器)

IR 发生电路

–具有捕获功能的32-kHz 睡眠定时器

–硬件支持CSMA/CA

–支持精确的数字化RSSI/LQI

–电池监视器和温度传感器

–具有8 路输入和可配置分辨率的12 ADC

AES 安全协处理器

2 个支持多种串行通信协议的强大USART

21 个通用I/O 引脚(19×4 mA2×20 mA

–看门狗定时器

运行条件

cc2530在此条件下运行能达到最好的效果。


最小值

最大值

单位

运行环境温度

-40

125

运行供电电压

2

3.6

V

 

应用

·2.4-GHz IEEE 802.15.4 系统

·RF4CE 远程控制系统(需要大于64-KB闪存)

·ZigBee 系统(256-KB 闪存)

·家庭/楼宇自动化

·照明系统

·工业控制和监控

·低功耗无线传感网络

·消费型电子

·医疗保健

电路描述

下图是CC2530 的方框图,图中模块大致可以分为三类:CPU 和内存相关的模块;外设、时钟和电源管理相关的模块,以及无线电相关的模块。

 


模块说明

CPU 和内存

CC253x芯片系列中使用的8051 CPU内核是一个单周期的8051兼容内核。它有三种不同的内存访问总线(SFRDATA CODE/XDATA),单周期访问SFRDATA 和主SRAM。它还包括一个调试接口和一个18 输入扩展中断单元。

中断控制器总共提供了18 个中断源,分为六个中断组,每个与四个中断优先级之一相关。当设备从活动模式回到空闲模式,任一中断服务请求就被激发。一些中断还可以从睡眠模式(供电模式1-3)唤醒设备。

内存仲裁器位于系统中心,因为它通过SFR 总线把CPU DMA 控制器和物理存储器以及所有外设连接起来。内存仲裁器有四个内存访问点,每次访问可以映射到三个物理存储器之一:一个8-KB SRAM、闪存存储器和XREG/SFR 寄存器。它负责执行仲裁,并确定同时访问同一个物理存储器之间的顺序。

8-KB SRAM映射到DATA存储空间和部分XDATA存储空间。8-KB SRAM是一个超低功耗的SRAM,即使数字部分掉电(供电模式2 3)也能保留其内容。这是对于低功耗应用来说很重要的一个功能。

32/64/128/256 KB闪存块为设备提供了内电路可编程的非易失性程序存储器,映射到XDATA 存储空间。除了保存程序代码和常量以外,非易失性存储器允许应用程序保存必须保留的数据,这样设备重启之后可以使用这些数据。使用这个功能,例如可以利用已经保存的网络具体数据,就不需要经过完全启动、网络寻找和加入过程。

时钟和电源管理

数字内核和外设由一个1.8-V 低差稳压器供电。它提供了电源管理功能,可以实现使用不同供电模式的长电池寿命的低功耗运行。有五种不同的复位源来复位设备。

外设

CC2530 包括许多不同的外设,允许应用程序设计者开发先进的应用。

调试接口执行一个专有的两线串行接口,用于内电路调试。通过这个调试接口,可以执行整个闪存存储器的擦除、控制使能哪个振荡器、停止和开始执行用户程序、执行8051 内核提供的指令、设置代码断点,以及内核中全部指令的单步调试。使用这些技术,可以很好地执行内电路的调试和外部闪存的编程。

设备含有闪存存储器以存储程序代码。闪存存储器可通过用户软件和调试接口编程。闪存控制器处理写入和擦除嵌入式闪存存储器。闪存控制器允许页面擦除和4 字节编程。

I/O控制器负责所有通用I/O引脚。CPU可以配置外设模块是否控制某个引脚或它们是否受软件控制,如果是的话,每个引脚配置为一个输入还是输出,是否连接衬垫里的一个上拉或下拉电阻。CPU 中断可以分别在每个引脚上使能。每个连接到I/O 引脚的外设可以在两个不同的I/O 引脚位置之间选择,以确保在不同应用程序中的灵活性。

系统可以使用一个多功能的五通道DMA控制器,使用XDATA存储空间访问存储器,因此能够访问所有物理存储器。每个通道(触发器、优先级、传输模式、寻址模式、源和目标指针和传输计数)用DMA 描述符在存储器任何地方配置。许多硬件外设(AES 内核、闪存控制器、USART、定时器、ADC 接口)通过使用DMA 控制器在SFR XREG 地址和闪存/SRAM 之间进行数据传输,获得高效率操作。定时器1 是一个16 位定时器,具有定时器/PWM 功能。它有一个可编程的分频器,一个16 位周期值,和五个各自可编程的计数器/捕获通道,每个都有一个16 位比较值。每个计数器/捕获通道可以用作一个PWM输出或捕获输入信号边沿的时序。它还可以配置在IR产生模式,计算定时器3 周期,输出是ANDed,定时器3 的输出是用最小的CPU 互动产生调制的消费型IR 信号。

MAC定时器(定时器2)是专门为支持IEEE 802.15.4 MAC或软件中其他时槽的协议设计。定时器有一个可配置的定时器周期和一个8 位溢出计数器,可以用于保持跟踪已经经过的周期数。一个16 位捕获寄存器也用于记录收到/发送一个帧开始界定符的精确时间,或传输结束的精确时间,还有一个16 位输出比较寄存器可以在具体时间产生不同的选通命令(开始RX,开始TX,等等)到无线模块。定时器3 和定时器4 8 位定时器,具有定时器/计数器/PWM 功能。它们有一个可编程的分频器,一个8 位的周期值,一个可编程的计数器通道,具有一个8 位的比较值。每个计数器通道可以用作一个PWM 输出。

睡眠定时器是一个超低功耗的定时器,计算32-kHz 晶振或32-kHz RC 振荡器的周期。睡眠定时器在除了供电模式3 的所有工作模式下不断运行。这一定时器的典型应用是作为实时计数器,或作为一个唤醒定时器跳出供电模式1 2

ADC支持712位的分辨率,分别在30 kHz4 kHz的带宽。DC和音频转换可以使用高达八个输入通道(端口0)。输入可以选择作为单端或差分。参考电压可以是内部电压、AVDD 或是一个单端或差分外部信号。ADC 还有一个温度传感输入通道。ADC 可以自动执行定期抽样或转换通道序列的程序。

随机数发生器使用一个16 位LFSR 来产生伪随机数,这可以被CPU 读取或由选通命令处理器直接使用。例如随机数可以用作产生随机密钥,用于安全。

AES加密/解密内核允许用户使用带有128位密钥的AES算法加密和解密数据。这一内核能够支持IEEE 802.15.4 MAC 安全、ZigBee 网络层和应用层要求的AES 操作。

一个内置的看门狗允许CC2530 在固件挂起的情况下复位自身。当看门狗定时器由软件使能,它必须定期清除;否则,当它超时就复位它就复位设备。或者它可以配置用作一个通用32-kHz 定时器。

USART 0和USART 1每个被配置为一个SPI/从或一个UART。它们为RXTX提供了双缓冲,以及硬件流控制,因此非常适合于高吞吐量的全双工应用。每个都有自己的高精度波特率发生器,因此可以使普通定时器空闲出来用作其他用途。

无线设备

CC2530 具有一个IEEE 802.15.4 兼容无线收发器。RF 内核控制模拟无线模块。另外,它提供了MCU 和无线设备之间的一个接口,这使得可以发出命令,读取状态,自动操作和确定无线设备事件的顺序。无线设备还包括一个数据包过滤和地址识别模块。

 


CC2541

CC2541

真正片载系统 (SoC) 解决方案 私有 2.4GHz 应用的功率

CC2541器件概述

CC2541 是一款针对低能耗以及私有 2.4GHz 应用的功率优化的真正片载系统 (SoC) 解决方案。 它使得使用低总体物料清单成本建立强健网络节点成为可能。 CC2541 将领先 RF 收发器的出色性能和一个业界标准的增强型 8051 MCU、系统内可编程闪存存储器、8kB RAM 和很多其它功能强大的特性和外设组合在一起。 CC2541 非常适合应用于需要超低能耗的系统。 这由多种不同的运行模式指定。 运行模式间较短的转换时间进一步使低能耗变为可能。

CC2541器件特性

射频

2.4GHz符合低能耗规范和私有的 RF 片载系统

支持 250kbps,500kbps,1Mbps,2Mbps 的数据速率

出色的链路预算,不使用外部前段而支持长距离应用

高达 0dBm 的可编程输出功率

出色的接收器灵敏度(1Mbps 时为 -94dBm),可选择性,和阻挡性能

适合于针对符合世界范围内的无线电频率调节系统:ETSI EN 300 328 和 EN 300 440 2 类 (欧洲),FCC CFR47 15 部分(美国),和 ARIB STD-T66(日本)

布局

极少的外部组件

提供参考设计

6mm × 6mm 方形扁平无引脚 (QFN)-40 封装

与 CC2540 引脚兼容 (当不使用 USB 或者 I2C 时)

低功率

工作模式 RX 低至:17.9mA

工作模式 TX (0 dBm):18.2mA

功率模式 1(4μs 唤醒):270μs

功率模式 2(睡眠定时器打开):1μs

功率模式 3(外部中断):0.5μs

宽泛的电源电压范围 (2V - 3.6V)

工作模式下TPS62730兼容低功率

器件用途编辑

符合针对单模式蓝牙低能耗 (BLE) 解决方案的符合4.0 协议的堆栈

完全功率优化堆栈,包括控制器和主机GAP - 中心设备,外设,或者广播器(包括组合角色)属性协议 (ATT) / 通用属性配置文件 (GATT) – 客户端和服务器对称式对多重处理 (SMP) - AES-128 加密和解密L2CAP

示例应用和配置文件针对 GAP 中心和外围作用的一般应用距离临近,加速计,简单关键字,和电池 GATT 服务 BLE 软件栈内支持更多应用

多重配置选项单芯片配置,允许应用运行在 CC2541 上用于运行在一个外部微处理器上的网络处理器接口

BTool - 用于评估、开发和测试的视窗 (Windows) PC 应用


智能家居产品

智能家居可以定义为一个目标或者一个系统。利用先进的计算机、网络通信、自动控制等技术,将与家庭生活有关的各种应用子系统有机地结合在一起,通过综合管理,让家庭生活更舒适、安全、有效和节能。与普通家居相比,智能家居不仅具有传统的居住功能,还能提供舒适安全、高效节能、具有高度人性化的生活空间;将一批原来被动静止的家居设备转变为具有“智慧”的工具,提供全方位的信息交换功能,帮助家庭与外部保持信息交流畅通,优化人们的生活方式,帮助人们有效地安排时间,增强家庭生活的安全性,并为家庭节省能源费用等。


智能家居一般是以住宅为基础平台,综合建筑装潢、网络通信、信息家电、设备自动化等技术,将系统、结构、服务、管理集成为一体的高效、安全、便利、环保的居住环境。下面介绍一下智能家居产品分类。

电动窗帘

在安装上的分类:内置式和外置式。看不到电机的是内置式,电动机明眼可以看见的就叫做外置式,但是用户也不要担心,本公司的施工人员具有优秀的施工经验,他们会选择最佳的方式为您安装,达到安全美观的效果。

从窗帘的升降方式和拉开方式上的分类:电动窗帘有可以分成升降帘系列、电动遮阳蓬、开合帘系列、电动遮阳板、天棚帘、等系列,具体如百叶帘、卷帘、罗马帘、柔纱帘、风情帘、蜂巢帘等。电动窗帘的升降和拉开方式多种多样,用户可以根据自己的方式去选择适合自己的形式。

系统上的分类:轨道系统、控制系统和装饰布帘。

驱动上的分类:直流电机驱动、交流电机驱动和电磁驱动等方式。

以上信息就是告诉用户电动窗帘的分类多种多样,能够满足不同需要的用户选择,当然每用户选择何种方式的电动窗帘需要根据自己的窗户的大小,个人的兴趣爱好等来决定,也可以根据价格的不同而购买。总之,电动窗帘是一种方便的、实惠的、使用的生活方式。希望通过本公司的介绍能够让用户对电动窗帘有了更具体的了解。

家庭影院

家庭影院概括来说可以从综合两个概念去了解,这两个概念分别为“家庭影院标准”和“家庭环境中播放电影片中的播放系统”。 家庭影院市场又添一军: 2010年的微型投影仪家庭影院,已经占据了50%的市场份额,从2009年到2010年在短短一年时间里,投影向家庭影院进军的势力已经击败了彩电占据了市场巅峰,特别是它所独具CMMB功能和接机顶盒直接看电视的功能,加工内置存储,可以下载网络最新电影和听歌等功能,已经是彩电无法取代的了,微型投影仪必将占据未来家庭影院市场。

智能安防系统

智能安防系统可以简单理解为:图像的传输和存储、数据的存储和处理准确而选择性操作的技术系统。就智能化安防系统来说,一个完整的智能安防系统主要包括门禁、报警和监控三大部分。智能安防与传统安防的最大区别在于智能化,我国安防产业发展很快,也比较普及,但是传统安防对人的依赖性比较强,非常耗费人力,而智能安防能够通过机器实现智能判断,从而尽可能实现人想做的事。

智能照明控制系统

智能照明控制系统是利用先进电磁调压及电子感应技术,对供电进行实时监控与跟踪,自动平滑地调节电路的电压和电流幅度,改善照明电路中不平衡负荷所带来的额外功耗,提高功率因素,降低灯具和线路的工作温度,达到优化供电目的照明控制系统。

视频会议

“视频会议系统--有时也叫“视频会议”英文为(Video Conference System),包括软件视频会议系统和硬件视频会议系统,是指两个或两个以上不同地方的个人或群体,通过现有的各种电信通讯传输媒体,将人物的静、动态图像、语音、文字、图片等多种资料分送到各个用户的计算机上,使得在地理上分散的用户可以共聚一处,通过图形、声音等多种方式交流信息,增加双方对内容的理解能力。视频会议逐步向着多网协作、高清化、开发化的方向发展着。

智能背景音乐系统

它主要起到净化家居环境:一个是掩盖外界和内心的噪音;再就是营造幽静、浪漫、惬意、温馨的气氛。净化心灵、陶冶情操、也可使您的品位得以体现。当你在厨房的油烟里煎炒的时候,打开背景音乐,顿时会让你觉得就算琐碎的生活也是富有诗情画意的,当你做好早餐,你可以将背景音乐轻轻的弥漫到每一个房间,让家人在柔美的背景音乐声中起床,迎接美好的一天。智能背景音乐系统主要采用吸顶音箱,它不占据空间,不怕油烟水气,并且和天花板融为一体,不但不影响装修的整体外观,还可美化空间,起到很好的装饰作用。在任何一间房子里,包括客厅、卧室、厨房或卫生间,均可布上背景音乐线,通过一个或多个音源,可以让每个房间都能听到美妙的背景音乐。当然,如果有的房间不想听也完全可以,每间房都单独安装了控制器,可以独立控制这间房的音乐开关,还可调节音量大小。背景音乐可以让家里的每个房间都充满音乐,而且可以同时享受不同的音乐,比如您在客厅想看电视,而孩子在卧室想听英语或者老人在房间想听戏曲,背景音乐可以让您同时实现,不想听的时候还可以在各自房间里随意关掉或调节音量或更换其他音乐,这是背景音乐与普通功放最本质的区别,也是背景音乐系统智能化的具体体现。

智能监控安防系统

安防监控系统是应用光纤、同轴电缆或微波在其闭合的环路内传输视频信号,并从摄像到图像显示和记录构成独立完整的系统。它能实时、形象、真实地反映被监控对象,不但极大地延长了人眼的观察距离,而且扩大了人眼的机能,它可以在恶劣的环境下代替人工进行长时间监视,让人能够看到被监视现场的实际发生的一切情况,并通过录像机记录下来。同时报警系统设备对非法入侵进行报警,产生的报警型号输入报警主机,报警主机触发监控系统录像并记录。


责任编辑:Davia

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标签: CC2530 CC2541 ZigBee

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