基于LPC1100的溫度檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

摘要：基于NXP公司LPC1100系列處理器設(shè)計(jì)了一種溫度檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。介紹了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的整個(gè)設(shè)計(jì)方案和溫度檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)，并給出功耗管理、溫度傳感器和ZigBee三個(gè)軟件模塊的具體軟件設(shè)計(jì)方法。
關(guān)鍵詞：LPC1100；功耗；溫度傳感器；LCD；CC2500；ZigBee

引言
Cortex-MO是32位ARM處理器中一款低功耗、小體積的處理器。它完美地融合了超低功耗、較高效率和低門數(shù)等優(yōu)勢(shì)，這些特性決定了它適合作為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的處理器。本文介紹一種基于LPC1114設(shè)計(jì)一個(gè)溫度檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的方案。

1 溫度檢測(cè)系統(tǒng)簡(jiǎn)介
一個(gè)溫度檢測(cè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)由若干個(gè)溫度檢測(cè)節(jié)點(diǎn)組成，各個(gè)溫度檢測(cè)節(jié)點(diǎn)之間使用無(wú)線傳感器通信。所有的溫度檢測(cè)節(jié)點(diǎn)使用ZigBee技術(shù)組成一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。各個(gè)節(jié)點(diǎn)的功能包括采集溫度，并通過(guò)ZigBee網(wǎng)絡(luò)發(fā)送出去。本系統(tǒng)采用TI公司提供的精簡(jiǎn)版本的ZigBee協(xié)議中的Simp-liciTI協(xié)議來(lái)組建一個(gè)星型網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)由一個(gè)訪問(wèn)接入節(jié)點(diǎn)(AP)和若干個(gè)終端節(jié)點(diǎn)(ED)組成。其中，AP相當(dāng)于全功能設(shè)備，負(fù)責(zé)建立整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，并接收ED端采集的溫度信息。所有溫度檢測(cè)節(jié)點(diǎn)都使用電池設(shè)備供電。

2 溫度檢測(cè)節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)
溫度檢測(cè)節(jié)點(diǎn)主要由LPC1100系列處理器(這里使用的是LPC1114)、溫度傳感器、ZigBee模塊、LCD顯示屏等組成，如圖1所示。溫度傳感器使用National Semiconductor公司的I2C接口的LM75，ZigBee模塊使用TI公司的SPI接口的CC2500芯片，LCD顯示屏使用LCD1602字符顯示屏幕。整個(gè)節(jié)點(diǎn)使用電池設(shè)備供電，考慮到功耗的因素，LCD屏采用插槽設(shè)計(jì)，不需要顯示的部分節(jié)點(diǎn)可以不連接LCD。除以上各主要部分外，還有一些可選的單元，例如UART串口、通用I／0接口的LED、按鍵、蜂鳴器BEEP等。

3 溫度檢測(cè)節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)
溫度檢測(cè)節(jié)點(diǎn)的功能如下：
◆通過(guò)設(shè)置定時(shí)器來(lái)定期地檢測(cè)溫度，并在LCD上顯示當(dāng)前的溫度值；
◆將檢測(cè)到的溫度值通過(guò)ZigBee模塊發(fā)送出去；
◆當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，蜂鳴器長(zhǎng)鳴一定時(shí)間報(bào)警；
◆溫度檢測(cè)和發(fā)送之外時(shí)間，節(jié)點(diǎn)處于睡眠模式；
◆定時(shí)器每隔1 s將處理器喚醒一次，進(jìn)行溫度檢測(cè)和傳送。
根據(jù)這些功能，將整個(gè)溫度節(jié)點(diǎn)的軟件劃分為如下幾個(gè)模塊：功耗管理模塊、LCD模塊、溫度傳感器模塊、ZigBee模塊。
本節(jié)將重點(diǎn)介紹功耗管理模塊、溫度傳感器模塊和ZigBee模塊。
3．1 功耗管理模塊
LPC1100系列芯片的功耗管理有3種模式，即睡眠模式、深度睡眠模式、深度掉電模式。
3．1．1 3種模式的進(jìn)入和退出
3種模式的進(jìn)入和退出方式如表1所列。