基于CC2520的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計
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摘要
無線傳感網(wǎng)絡(luò)廣泛應(yīng)用于軍事偵察、環(huán)境監(jiān)測、目標(biāo)定位等領(lǐng)域。一般來說,無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計要求具有功耗低、成本低、壽命長等特點(diǎn)。ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計成本低廉，功耗低，并擁有簡單而靈活的通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，應(yīng)用非常廣泛。采用集射頻與微控制器于一體的片上系統(tǒng)CC2430作為ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的核心器件，提出帶功率放大器的ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)設(shè)計方案，并給出該系統(tǒng)電路原理圖。硬件測試結(jié)果表明，節(jié)點(diǎn)硬件接收靈敏度高，通信距離也較理想。
目前GSM和3G等無線移動通信技術(shù)以及藍(lán)牙、WiFi、Ad-hoc等無線局域網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用日益廣泛，但其設(shè)備系統(tǒng)復(fù)雜，功耗較大、成本很高，不適合應(yīng)用在一些低數(shù)據(jù)速率和通信范圍較小的場合，如傳感器網(wǎng)絡(luò)、家庭自動化以及玩具等領(lǐng)域。ZigBee網(wǎng)絡(luò)在通信過程中只需一個網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)者，用以建立網(wǎng)絡(luò)并管理和協(xié)調(diào)整個網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸，而無需成本高昂、體積龐大的基站。該網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)者既是網(wǎng)絡(luò)中的主節(jié)點(diǎn)，又可作為網(wǎng)絡(luò)與其他有線或無線網(wǎng)絡(luò)互連的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)。ZigBee是一種低復(fù)雜度、低功耗和低成本的低速率無線連接技術(shù)，基于ZigBee技術(shù)的無線系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用已成為研究熱點(diǎn)。
提出一種基于射頻芯片CC2520的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)借點(diǎn)的軟件設(shè)計方案，基于任務(wù)調(diào)度機(jī)制，采用功能模塊化設(shè)計。簡要介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和節(jié)點(diǎn)的硬件電路，重點(diǎn)對系統(tǒng)軟件主流程以及數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳輸和能源管理四個功能模塊的軟件設(shè)計做了詳細(xì)介紹。
射頻收發(fā)器CC2520應(yīng)用Chipcon公司的Sman RF 03技術(shù)，采用0．18μm CMOS工藝，只需極少的外部元件，性能穩(wěn)定且功耗極低，同時集成所有ZigBee技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，可快速應(yīng)用到建筑自動化網(wǎng)絡(luò)、住宅安防系統(tǒng)、工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程抄表以及PC外設(shè)等ZigBee產(chǎn)品中，也可以替代現(xiàn)有的控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(例如RS-422、RS-485)和有線監(jiān)視方案。由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在通信上消耗較大能量，選用功耗較小的PICl8F4620單片機(jī)為處理器，以及選用CC2520為通信器件，設(shè)計無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，因此，這里提出一種基于CC2520的ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計方案。
關(guān)鍵詞：CC2520，ZigBee，無線網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點(diǎn)，功率放大
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