無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
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2．3 傳感器模塊
傳感器是無線傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集單元，可以根據(jù)實(shí)際需要選用不同的傳感器，節(jié)點(diǎn)采用溫度、濕度傳感器SHT11。SHT11是一款將溫度、濕度傳感器、信號(hào)放大調(diào)理器、A／D轉(zhuǎn)換器和總線接口集成于一個(gè)芯片上的單片全校準(zhǔn)數(shù)據(jù)輸出傳感器，它可以直接提供溫度在-40～120℃范圍內(nèi)且分辨率為14 bit的數(shù)字輸出和濕度在0～100％RH范圍內(nèi)且分辨率為12 bit的數(shù)字輸出。傳感器及外圍模塊如圖4所示。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/161050.htm
SHT11電源供電要求為2.4～5.5V，電源和時(shí)鐘信號(hào)均由微處理器提供，數(shù)據(jù)線管腳三態(tài)輸出，因此需要外界一個(gè)上拉電阻將信號(hào)拉高。
2．4 USB通信模塊
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由大量節(jié)點(diǎn)組成，這些節(jié)點(diǎn)按一定協(xié)議將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合、傳輸，最終將數(shù)據(jù)傳送到個(gè)人電腦上進(jìn)行處理和觀察，同時(shí)節(jié)點(diǎn)工作需要將特定的程序?qū)懭隖lash中。目前個(gè)人電腦最常用的接口為USB，而微處理器使用USART接口，為實(shí)現(xiàn)兩種接口之間轉(zhuǎn)換，節(jié)點(diǎn)使用FT232BM芯片作為轉(zhuǎn)換芯片。FT232BM是一種單片USB到異步串口轉(zhuǎn)換芯片，支持全握手和調(diào)制解調(diào)接口信號(hào)，在TTL級數(shù)據(jù)傳輸速度范圍為300 bit·s-1～3 Mbit·s-1。芯片通過USB總線供電，工作電壓為4．35～5．25 V，采用外部6 MHz時(shí)鐘。USB PID、序列號(hào)和產(chǎn)品信息可以保存在外部EEPROM中。USB通信模塊接口如圖5所示。
2．5 微處理器模塊
微處理器是無線傳感器節(jié)點(diǎn)的核心，傳感器數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理，串行口以及無線模塊的傳輸與控制均需要微處理器的參與。節(jié)點(diǎn)微處理器TI公司的16為超低功耗MSP430F1611。該微處理器工作電壓為1．8～3．6 V，在RAM數(shù)據(jù)保持方式下耗電僅為0．2μA，在激活工作1 MHz的情況下為330μA，可以工作在5中低功耗模式，喚醒時(shí)間6μm。Flash大小為48 kB，RAM大小為10 kB。芯片內(nèi)部有16位定時(shí)器Timer_A和Timer_B具有捕獲／比較功能；大量的捕獲／比較寄存器可用于事件計(jì)數(shù)、時(shí)序發(fā)生等；多功能串口(USART)可以實(shí)現(xiàn)異步、同步和I2C串行通信，可以方便地實(shí)現(xiàn)多級通信的應(yīng)用；具有較多的I／O端口，最多達(dá)6×8條I／O口線，P1、P2口還可以接收外部上升或下降沿的中斷輸入；12位A／D轉(zhuǎn)換器有較高的轉(zhuǎn)換速率，最高可達(dá)200 kbit·s-1，能滿足大多數(shù)數(shù)據(jù)采集的應(yīng)用。微處理器模塊如圖6所示。溫度濕度傳感器連接P1口5、6、7管腳，無線模塊SPI接在P3口1、2、3和P4.4管腳，USB通信模塊數(shù)據(jù)線連接到P3口6、7管腳。其他管腳分別用于控制和擴(kuò)展接口。外部晶振大小為32MHz。
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