無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的T5743芯片接受節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)接收節(jié)點(diǎn)的數(shù)字電路和模擬濾波器的全部定時(shí)都是來自一個(gè)時(shí)鐘。這一時(shí)鐘周期TCLK 是從晶體振蕩器經(jīng)分頻器得到的，分頻次數(shù)由MODE 引腳端的邏輯狀態(tài)控制[3]。晶體振蕩器的頻率是由RF 輸入信號(hào)決定的，它也同時(shí)決定了本地振蕩器的頻率(fLO)。T5743 芯片的工作狀態(tài)是由OPMODE 和LIMIT 的兩個(gè)15 位RAM 寄存器進(jìn)行設(shè)置的，寄存器可由雙向DATA 口編程。如果寄存器內(nèi)容由于掉電而改變，這一狀態(tài)由一個(gè)稱為復(fù)位標(biāo)識(shí)(RM)的輸出表示出來，在這種情況下的接收電路必須重新編程。在加電復(fù)位(POR)后，寄存器被置為默認(rèn)模式，如果接收機(jī)工作默認(rèn)模式，不需對寄存器編程。同樣，如果接收電路不是在復(fù)位方式，就會(huì)啟動(dòng)相應(yīng)的OFF 指令編程；如果接收電路處在復(fù)位方式，相應(yīng)的OFF 指令編程不會(huì)被啟動(dòng)，在DATA 腳仍呈現(xiàn)復(fù)位標(biāo)志。

四、接收節(jié)點(diǎn)電路

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)接收節(jié)點(diǎn)芯片T5743 是一個(gè)高度集成的PLL 無線接收模塊，能夠接收并解調(diào)FSK 調(diào)制的曼徹斯特編碼數(shù)據(jù)，同時(shí)通過一個(gè)雙向數(shù)據(jù)口將其發(fā)送出去[4]。該無線接收芯片通過一個(gè)智能的輪詢方式使接收節(jié)點(diǎn)在大部分時(shí)間處于休眠模式，只有在監(jiān)測到有效傳輸時(shí)，才會(huì)結(jié)束休眠模式轉(zhuǎn)換為接收模式，并將數(shù)據(jù)流傳送給控制器。這樣，可以最大限度地減少能量消耗。圖2 為無線接收節(jié)點(diǎn)電路原理圖。
圖2 中接收芯片的T5743 的XTO 是參考晶振的出入端，引腳LNA_IN 提供RF 到LNA 輸入，設(shè)計(jì)采用的接收頻率為433.92MHz，所以fXTO=6.76438MHz，將MODE 引腳設(shè)置為高電平，數(shù)據(jù)時(shí)鐘周期TCLK 為2.0697μs。DATA 引腳接到RB0 引腳，DATA_CLK 引腳接到RB2 引腳，POLLING 引腳接到RC7 引腳，IC_ACTIVE 引腳接到RF1 引腳，至此完成T5743 與MCU 微處理器PIC18F6620 的連接。

接收芯片的T5743 的LF 引腳連接一個(gè)帶寬為100kHz 的無源環(huán)路濾波器。LNA_GND 引腳的電感L 為25nH，L 是饋電電感，以建立供電DC 通路。C7 與L 一起形成串聯(lián)諧振電路。LNA_IN 引腳連接天線，中間部分為T 型匹配網(wǎng)絡(luò)。

五、數(shù)據(jù)傳輸誤碼率測試

對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)接收節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)有效性的測試，必須通過驗(yàn)證系統(tǒng)的性能進(jìn)行，在一定距離內(nèi)進(jìn)行系統(tǒng)通信測試時(shí)，判斷數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院陀行訹5]。在對網(wǎng)絡(luò)接收節(jié)點(diǎn)的T5743 芯片完成輸入輸出波形和電路邏輯的時(shí)序檢測后，將無線網(wǎng)絡(luò)接收節(jié)點(diǎn)與PC 機(jī)相連，改變發(fā)射端與接收端之間的距離，測試通訊距離及相應(yīng)的誤碼率。設(shè)計(jì)中將發(fā)射端以5kB 的數(shù)據(jù)速率發(fā)送20062120133～20062240266 均勻遞增的測試數(shù)據(jù)，誤碼測試程序?qū)⒔邮盏降臄?shù)據(jù)與自己生成的數(shù)據(jù)序列（20062120133～20062240266）同步、對比測得誤碼率。表1 為接收節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)誤碼率測試結(jié)果。

在通信距離及通信誤碼率測試過程中，5m～10m 通信距離中外界干擾對系統(tǒng)的影響較小，甚至人為制造的電磁干擾對其通信誤碼率影響也較小，接收節(jié)點(diǎn)能夠穩(wěn)定有效的工作；10m～30m 的通信距離，外界的干擾對系統(tǒng)的影響較大，接收節(jié)點(diǎn)通信誤碼率上升，但仍能滿足通訊要求，接收節(jié)點(diǎn)工作性能出現(xiàn)間或不穩(wěn)定；大于30m 以上系統(tǒng)工作不穩(wěn)定，通信誤碼率上升很快，接收節(jié)點(diǎn)已不能滿足通信數(shù)據(jù)傳輸要求。

六、結(jié)論

無線傳感器網(wǎng)以無線通信技術(shù)為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)接收節(jié)點(diǎn)，采用RF 射頻接收芯片T5743 無線接收傳感器采集的數(shù)據(jù)，將接收數(shù)據(jù)經(jīng)過MCU微處理器PIC18F6620 處理，實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸。本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了對傳感器采集數(shù)據(jù)的無線接收，在短距離無線通信中能夠有效、準(zhǔn)確的接收數(shù)據(jù)，減少誤碼率的發(fā)生。