一种自发电调光控制器的设计

夏寅然 韩金霞 叶元聪

(江苏海事职业技术学院轮机电气与智能工程学院 南京 )

摘  要：本文基于STC89C52RC和433MHz无线射频收发模块设计了一套自发电调光控制器。该控制器的接收端接收到发射端的信号后向单片机发送一个高脉冲，单片机通过计数脉冲次数来控制灯光亮度，具有成本低、体积小、安装方便，易更换等优势。

关键词： STC89C52RC；433MHz通信；调光；

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当前市场上主流开关产品主要为机械开关以及遥控开关，在安装时，通常需要大量布线，开槽的同时造成了墙体的破坏；长期来看，这种开关的使用不仅会耗费大量电力资源，还会造成一定的人力物力的损失。为了响应国家环保政策，力求节能减排，本文将自发电调光技术与地址码自动匹配技术相结合，研制出自发电调光控制器，该控制器脱离了传统的电力布线，为使用者提供一个更加绿色，安全的选择，同时也减少了能源的浪费。

1 控制器总体方案设计

本控制器整体上分为发射端和接收端，发射端也可称为无线动能开关，主要有按键、发电模组和射频发射模组组成；接收端则主要由射频接收模组、单片机、继电器保护电路等组成。

图1系统总体框图

控制器的发射端即无线动能开关无需任何电池来驱动，亦无需接入电路中，通过电磁感应技术，按压开关即可产生感应电流；该开关还具有射频发射模块，可以通过射频发射模块，将配码数据或开发数据发送到控制器的接收端，控制器接收端解析动能开关发送的数据后，进行配码功能或控制led灯或常用白炽灯照明设备的关断和灯光亮度调节。

2 系统硬件设计

2.1 CMT2150L发射模组

CMT2150L由华普微电子开发，是一款真正意义上的单芯片、高灵活性、超低功耗、带编码器的OOK射频发射片。CMT2150L模块接通电源后就可以将配码命令或开关命令，通过ANT管脚接433HZ无线天线进行射频输出。

2.3CMT2210A接收模组

CMT2210A是华普微电子开发是一款低功耗、高性能、独立运行的OOK(On-Off Keying)调制方式的射频接收器，适用于各种300-480 MHz的无线应用。CMT2210A模块通过RFIN管脚连接433HZ天线进行发射端射频信号接收，并通过串口连接将数据发送给STC15W408AD单片机进行数据的解析，执行相应的命令操作。

CMT2210A接收模块硬件电路图如图4所示。

图4CMT2210A接收模块硬件电路图

3 系统软件设计

3.1 自定义数据通讯协议

控制器发射端和接收端的数据通信是按照表1进行定义的，主要包括5个部分：Head部和tail为协议的头和尾，用来识别一包数据的开始和结束；type为命令的功能模式，如果是0x02则为配码模式，如果是0x01则为开关控制模式；length为一包数据的字节长度，data为配码值。

表1自定义数据通讯协议

head	type	length	data				tail
0xaa	0x02 (配码)	0x07	addr-8	addr-8	addr-8	addr-8	0xbb
0xaa	0x01(开关控制)	0x03					0xbb

3.2控制器发送端软件程序设计

控制器的发送端程序是通过CMT2150L发射模块来完成，该程序主要包括初始化、数据组包等部分。系统上电后，CMT2150L发射模块完成一系列初始化后，判断是否为配码命令，如果是，根据自有通信协议进行数据的组包，然后调用发送函数进行数据的发送；如果是开关命令，直接将开关信息进行发送。

3.3 控制器接收端模块程序设计

控制器的接收端程序主要包括两部分：CMT2210A接收模块软件程序和STC15W408AD单片机程序。

CMT2210A接收模块主要完成数据的接收和数据的透传，即将接收到发射模块的数据通过串口直接透传到STC15W408AD单片机端。STC15W408AD单片机接收到数据后，首先根据自由协议进行数据的解析，根据解析后的命令执行相应的操作。如果是配码命令，则将配码值进行存储，存储的配码值不能超过8个；如果是开关控制命令，分为两种：控制LED灯和白炽灯。

如果控制LED，则统计开关触发的次数，即高电平的个数，进行灯光的控制和调节，如果接收到一次高电平，继电器控制电路为低亮度档；单片机接收两次高电平，继电器控制电路为中亮度档；单片机接收三次高电平，继电器控制电路为高亮度档；单片机接收四次高电平继电器控制电路关断。如果控制白炽灯，则接收到一次高脉冲，则改变输出总站比为20%——低压档；如果接收到两次高电平，则改变输出总站比为60%——中压档；如果接收到三次高脉冲，则改变输出总站比为100%——高压档；如果接收到四次高脉冲，则继电器控制电路关断。

4 结束语

    本文中的一种自发电调光控制器设计为团队自主研发，可以实现自由调节光源亮度；开关无需布线开槽，随取随用，真正实现安全、自由调控灯光，在精简装配流程的同时，又大大的降低了触点风险，另外移动终端还可以通过WiFi模块远程控制控制器实现照明设备的开断和灯光的调节，实现了真正意义上的智能控制。在兼具其他开关优点的同时，又具备自己的优势，具有较大的应用价值和市场前景。

参考文献

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该论文是《一种自发电调光智能开关控制器设计》课题的研究成果，该课题属于江苏省大学生创新创业训练计划省级项目。课题编号：201912679028Y