摘 要：随着人们生活水平的提高，人们对生存环境要求越来越高，在当前现代科技不断发展的进程中，人们的生活悄然发生了改变，更加人性化的智能家居系统应运而生，全面提升了人们生活品味，改变了人们生活状态。现代科技的不断创新发展，使无线智能家居网络系统研究更加深入，RF24L01无线数据传输芯片在实际生活中得到广泛应用，为人们提供了更加便利的生活空间。文章主要通过对智能系统的全面分析，进一步探讨系统总体架构及设计硬件模块思路，以此改进现有系统，完善思路设计。
关键词：无线数据传输芯片；设计探讨；接口
引言
人们大部分时间是生存在房屋内，房屋的功能影响着人们的生存质量，为了全面提高人们居住条件，满足人们快的紧张生活需求，智能家居系统应运而生，智能家居系统主要依靠住宅平台进行建设，智能系统是一套全新的系统，是近年来才大规模兴起的高端科技，主要是通过与计算机结合，利用高度发达的网络系统，把建筑内的安防、家电、娱乐及照明等设备进行连接，一个全系统折协调工作流程，使各个设备实现了相互作用与反作用，同时也能利用现场或远程控制，使各设备进行工作与操作，实现家居环境的科技化、智能化和现代化，进一步提高人们生活质量。
1 智能家居系统发展
随着现代科技的大发展大繁荣，创新技术不断得到应用，为了满足人们日益提高的物质生活需要，智能家居已经成为现代研究方向，其发展日渐强势，智能家居完全满足了人们日常生活起居需要，涉及到人们生活的各个方面，以其新颖优异的特性为人们家庭起居带来方便，这是一种全新的生活理念，是时代发展的必然要求，注定引领未来生活趋势。人们在生活中对品味的追求一直没改变，生活越来越细致，现代家居家用电器种类不断增加，一些家电在功能设计上虽然完美，但在操作中却显得非常的繁琐复杂，要想真正实现家电的方便、快速的操作目标，就需要有一个整体的配套系统对众多电器进行管理与控制，设计开发人员利用了无线电通信技术和计算机控制等技术，通过无线智能家居控制系统设计开发，使所有的电器实现协调统一控制。在实际设计思路中，设计人员通过总体研究，把家庭中应用的电器进行连接，通过总线技术将家用电器、通讯设备以及家庭保安装备等多种设备进行串联，通过与信息技术的有机结合，确保家居连接到一个智能系统上，通过集中或分散监控进行集中管理，实现家电的综合功能展现，提高生活效率与质量。在进行设计时，不仅需要连接相关电器设备，更要在使用中与居住的环境形成配套，保证智能家庭设施跟现实中的居住环境相协调一致。不论怎样，功能的实现主要依赖于智能家居控制系统中的家庭网络控制器，家庭总线系统属于这种家庭网络控制器，利用它为使用者提供各种优质高效的服务，同时居住地之外的外部环境也与之相通连。智能住宅的核心就是智能家居系统，因此，智能家居系统在智能家庭中处于异常重要的地位。
2 智能家居系统概述
在智能家居发展过程中，有两种解决方案，一是有线方式，二是无线方式，这是当前普遍应用的两种智能家居系统控制方法。智能家居需要的线路较多，有一些复杂的工程整体布线工程非常复杂，有线系统存在许多不足，比如较差的保密性、接入设备昂贵、不能充分满足音频与视频信号传输、接线布线复杂等，这些问题严重阻碍着智能家居未来的发展，当前，这些问题也没有得到更好的解决，将来，这些难题会伴随4G网络技术逐渐成熟而得到更好的改善。要想推进智能化发展，就需要在无线条件下的控制系统做文章，提高智能化科技化含量，无线方法是很多智能家居公司着眼解决的主要问题，通过研究形成更加智能的系统控制方法。无线工程有效解决了以上问题，虽然价格稍微高一些，但能够充分解决布线问题，同时也满足了4G需求，大大提高了系统的应用效果。
3 系统总体结构及工作原理
智能家居系统作为综合性操控系统，有着广泛的内容定义，主要包含不同类别家电设备、相关的接口设备、功能性主机和附属设备，在智能家居中，主机和从机都有无线收发芯片，主机发出的信号能够在一定范围内由从机接收到，这种通过收发无线数据来构建小范围的关联性就是无线智能网络。智能家居系统的网络协议、系统软件和系统硬件是主要内容，是当前无线智能家居控制系统开发时的关键。
系统工作原理较为复杂，简要的说就是采用通用性模块对设备进行网络处理。网络协议以OSI模型为标准，全面掌握好nRF24L01芯片特质。系统主机构建单片机核心，CPU是中心处理器，对相关信号进行集成，主要作用是处理系统产生的大量信号，通过集中分析与控制，发挥技术作用，做好系统设备硬件功能划分，不同的硬件有不同的作用，要使各硬件产生关联，形成交互通信能力，确保硬件设施互换性和互相操作性，在接口设计上，要统一协调，对不同的功能做好系统编程，保证了智能设备稳定运行。
nRF24L01是一种2.4GHz单片射频收发芯片，主要由频率调制器、合成器、晶体振荡器等组成，其拓展功能更加强大，nRF24L01作为全新型单片射频收发器件，能够有效地提供物理层数据及相关管理内容，对物理无线信道和MAC子层之间接口做了全面的定义。主要利用了FSK进行系统调制，由多个可调控频道进行选择，实现了跳频及频道切换，大大缩短了工作时间，避免出现局部干扰，使跳频故障率减少。nRF24L01进行信道参数配置主要是利用了MCU串口作用，从机对接收的数据信息进行整理，对接方式主要是空中进行，执行MCU的指示任务，对家电产生系统完整的操作控制。
4 设计思路
4.1 硬件电路设计
通过对2.4G网络中控制中心的分析，我们看到不同的节点如同协调器节点，拥有节点的管理和2.4G网络建立等任务操作功能。智能系统设计时，工作中，主要由控制中心节点处理相关接收到的信息内容，通过系统的分析处理，形成有效数据包，利用RS-232串口与PC机连接，显示相应数据信息，对更改部分可以利用键盘进行有效输入，液晶显示部分能够直观看到工作状态。
4.2 传感器电路设计
传感器是系统的主要部分，包括时钟模块、电源模块、传感器模块、无线模块，这些内容是传感器节点硬件的关键。不同传感器节点信息发出后，短时间内就会通过控制中心节点进行快速处理，利用nRF24L01无线模块做好信息的全面接收，串口模块发送信息至上位机，能够直接进行数据下载。
4.3 串口通信单元设计
串口通信单元设计较为重要，如果设计不理想，则影响工作效果，STC12C5A60S2增强型51芯片存在串行口接口，利用3根通信线实现串行通信，输送时使用TXD串行数据，接收时使用RXD串行数据，地线是GND信号，不同的线路有不同的作用，要进行明确标注，避免出现串线现象。
4.4 无线收发模块
硬件只是设计要点的一部分，最主要是是在智能家居设计中，射频片nRF2401的使用。功率放大器，频率合成器，调制器以及晶体振荡器这些功能模块集中都放进芯片里面，确保射频片能够顺利在2.4～2.5GHzISM频段内正常运转，利用设计好的程序配置通信频道，保证相关输出功率符合设计要点。nRF2401最大的优势在于，能够同时使用同一天线，对不同频道数据进行收集，做好准确接收。
5 结束语
无线智能家居控制系统越来越被人们重视，随着科学技术的发展，智能系统必然成为人们生活首选。只有设计出使用方便、功耗超低的系统，才能有效提高系统的工作稳定性与可靠性。
参考文献
[1]致远电子.短距离无线通信技术对比[J].电子技术应用，2011（3）.