一種無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)計
3.1 數(shù)據(jù)采集模塊
數(shù)據(jù)采集模塊是應(yīng)用傳感器件監(jiān)測外部環(huán)境,比如溫度、濕度、液位、位移、轉(zhuǎn)速等模擬參數(shù),然后通過A/D轉(zhuǎn)換送給單片機(jī)進(jìn)行處理。
3.2 數(shù)據(jù)處理模塊
處理器是整個節(jié)點的中心,其他模塊都要通過處理器控制,因此處理器性能的好壞決定整個節(jié)點的性能。處理器采用PIC18F4620型單片機(jī),它具有13路通道的10位模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊,2.0~5.5V寬工作電壓,內(nèi)嵌用于存儲數(shù)據(jù)的3986字節(jié)SRAM和用于存儲程序代碼的64K字節(jié)Flash,JTAG程序下載和在線調(diào)試接口,支持4線SPI和I2C主從模式等特點。
3.3 射頻模塊
在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中,最關(guān)鍵的技術(shù)是實現(xiàn)節(jié)點間的通信。隨著集成電路的發(fā)展,芯片的集成度越來越高,能耗越來越少,因此,傳感器節(jié)點的能量主要是消耗在通信上。
所以,選擇一款低能耗的通信器件將節(jié)省節(jié)點能量,延長壽命。
在ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中,射頻收發(fā)器CC2420工作在從機(jī)模式,PIC18F4620工作在主機(jī)模式,通過SPI接口配置CC2420寄存器參數(shù)和讀寫緩沖器內(nèi)的數(shù)據(jù),詳細(xì)的引腳連接如表1所示。
CC2420具有完全集成的壓控振蕩器,只需要天線、16MHz晶體振蕩器等非常少的外圍電路就能在2.4GHz頻段工作。同時,CC2420提供一個4線SPI接口(SI、SO、SCLK、CSn)與微處理器連接,通過這個接口完成設(shè)置和收發(fā)數(shù)據(jù)工作,并實現(xiàn)讀/寫緩存數(shù)據(jù)、讀/寫狀態(tài)寄存器等。片選信號CSn低電平有效。該接口使用步驟為:
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