东莞南方泵业丨无线射频在分体式太阳能热水器控制系统中的应用

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一、引言
目前分体式太阳能因储水量大，供热稳定得到广泛使用，其控制操作部分一般安放在分体水箱的面板上。由于水箱一般安装在阳台或者比较隐蔽的位置，对其操作和控制带来不方便，采用一种直观方便的无线操作方式非常有必要。无线射频遥控的通信距离较长，能全方位通信，抗干扰和穿透性能强，应用在分体承压式太阳能热水器的控制上非常合适。
本文介绍一种采用美国Microchip公司高性能低功耗单片机PIC16C74及PC16F872作为主控芯片，采用具有多信道的挪威Nordic公司单片收发芯片nRF905作为无线收发模块、利用SPI口实现双向通讯的无线数据传输系统。系统集成了PIC16C74及PC16F872成熟可靠抗干扰能力强的优势和nRF905无线特有的多频道支持及功耗低、易控制等优点，特别适合于低功耗、小数据量的无线数据传输系统。
系统分为主控制部分和遥控器部分，方框图如图1所示。遥控器部分方框图见图2。
PIC16C74和PIC16F872的管脚图见图3。
二、东莞南方泵业介绍系统主要芯片
PIC16C74和PIC16F872是Microchip公司高性能低成本8位单片机，其特点是稳定性好，抗干扰能力强，宽电压工作范围（2V—5.5V)采用RISC精简指令，运行速度快：DC-20MHZ时钟输入，DC-200nS指令周期。程序编写简单：只有35条单字节指令。待机电流小：32KHz时只有14uA。具备SPI通讯,方便与nRF905连接。PIC16C74采用双列直插DIP40封装，可靠性高，方便安装。PIC16F872采用SOP28封装，体积小，适合于安装在遥控器中。
射频部分使用Nordic公司的多通道单片收发芯片nRF905结构见图4。它采用GFSK调制解调技术，工作电压为1.9〜3.6V，工作于433/868/915MHz3个ISM频道。nRF905由频率合成器、接收解调器、功率放大器、晶体振荡器和调制器组成，具有低功耗的ShockBurst工作模式，可以自动完成前导码和CRC的工作，可由片内硬件自动完成曼彻斯特编码/解码，使用SPI接口与MCU通信，配置非常方便。由于nRF905采用抗干扰能力强的高斯频移键控（GFSK)调制方式，抗干扰能力强，能很好的减少噪声环境对系统性能的干扰。
广东南方水泵认为作为射频发射芯片，其低功耗性能是极为突出。以-10dBtn的输出功率发射时，电流只有11mA，在接收模式时电流为12.5mA。nRF905传输数据时为非实时方式，即发送端发出数据，接收端收到后先暂存于芯片存储器内，外部的MCU可以在需要时再到芯片中去取。nRF905—次发射最多可传输的数据量为32B。天线接口设计为差分天线，可以使用低成本的PCB天线。
无线收发模块接口图见图5。无线收发模块原理见图6。
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