【正文】 .................................................................................. 1 課題背景 ............................................................................................................ 1 課題的價(jià)值及意義 ............................................................................................ 1 課題的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .................................................................................... 2 課題難點(diǎn)、重點(diǎn)、核心問題及方向 ................................................................ 4 第二章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的基本理論 .................................................................... 5 無線傳感器網(wǎng) 絡(luò)節(jié)點(diǎn)的概念 ............................................................................ 5 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的特點(diǎn) ............................................................................ 5 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的硬件結(jié)構(gòu) .................................................................... 6 本章小結(jié) ............................................................................................................ 7 第三章 前端節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì) ........................................................................................ 8 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .................................................................................................... 9 MSP430 微處理器模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ........................................................... 10 核心芯片 MSP430F149 ............................................................................ 10 晶振電路 ................................................................................................... 12 電源電路 ................................................................................................... 13 復(fù)位電路 ................................................................................................... 13 節(jié)點(diǎn)采集模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) .......................................................................... 14 溫度傳感器 DS18B20............................................................................... 14 7 段數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng) ........................................................................ 15 串行通信模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) .......................................................................... 17 RS232 通信 .............................................................................................. 17 RS232C 接口標(biāo)準(zhǔn) ................................................................................ 17 硬件連接 ................................................................................................ 18 RS485 通信 .............................................................................................. 19 RS485 總線具體參數(shù) ........................................................................... 19 RS485 可靠性分析 ............................................................................... 19 硬件連接 ................................................................................................ 22 目錄 IV 無線通信 ................................................................................................... 22 本章小結(jié) .......................................................................................................... 23 第四章 PCB 板的設(shè)計(jì)與調(diào)試 ...................................................................................... 24 PCB 設(shè)計(jì)常見問題及設(shè)計(jì)原則 ...................................................................... 24 PCB 的電磁兼容問題 ............................................................................... 24 PCB 的信號(hào)完整性問題 ........................................................................... 26 PCB 的電源完整性問題 ........................................................................... 27 PCB 設(shè)計(jì)的一般布局布線原則 ............................................................... 27 PCB 板的設(shè)計(jì)軟件介紹 .................................................................................. 28 節(jié)點(diǎn) PCB 硬件設(shè)計(jì) ......................................................................................... 28 PCB 調(diào)試分析 .................................................................................................. 30 調(diào)試環(huán)境 ................................................................................................... 30 調(diào)試程序 ................................................................................................... 30 本章小結(jié) .......................................................................................................... 37 第五章 結(jié)束語 .............................................................................................................. 38 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................ 39 致謝 ................................................................................................................................ 41 翻譯文章 ........................................................................................................................ 42 原文 ............................................................................................................................ 42 譯文 ............................................................................................................................ 52 第一章 引言 1 第一章 引言 課題背景 在人類 科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的今天， 數(shù)據(jù) 處理、數(shù)據(jù)采集、 數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 、 無線通信等 各方面的技術(shù) 都 達(dá)到了很高的水平。 隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，人們對(duì)自然環(huán)境 的監(jiān)測(cè) 以及 對(duì)生產(chǎn)生活環(huán)境 的 檢測(cè)要求 不斷地 提高 。到目前為止 ，軍事領(lǐng)域、工業(yè)領(lǐng)域 比較有代表性 的研究 計(jì)劃 和成果有： （ 1） 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)高集成度 的特點(diǎn) 使其適合應(yīng)用于環(huán)境惡劣的地方 ，如戰(zhàn)場(chǎng)偵察，敵情監(jiān)控 等軍事用途， 美國(guó)軍方 的無人值守地面 傳感器 群 等 相關(guān)項(xiàng)目。 我國(guó)在 現(xiàn)代意義的 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)及 應(yīng)用方面 幾乎與發(fā)達(dá)國(guó)家同步啟動(dòng)。 第二章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的基本理論 5 第二章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) 的基本理論 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是 一種新型的 信息獲取 和信息處理技術(shù)， 其主要由網(wǎng)絡(luò)和節(jié)點(diǎn)兩部分構(gòu)成 ， 其中 ，節(jié)點(diǎn)的性能 直接關(guān)系到無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在實(shí)際環(huán)境中的應(yīng)用 ， 是 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的核心組成部分 [10]~[12]。 本次電源設(shè)計(jì) 采用 USB 供電 。 這些都是 整個(gè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系 中 的重點(diǎn)。 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 的應(yīng)用范圍很廣泛， 不同的應(yīng)用場(chǎng)合 要求會(huì)有所不同， 比如采樣速率 和 處理能力 等。 強(qiáng)大的處理能力 MSP430F149 單片機(jī)運(yùn)行 16 位 RISC 指令集 ， 具有豐富的尋址方式 （ 7 種 源操作數(shù)尋址， 4 種 目的操作數(shù)尋址） 、 簡(jiǎn)潔的 27 條 內(nèi)核指令 以及大量的模擬指令； 大量的寄存器以及 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 都可以 參加各種運(yùn)算； 還有高效的查表處理方法 ；有高效的處理速度 ， 在 6M 晶體 振動(dòng)下， 指令周期 為 167ns，滿足了 前端節(jié)點(diǎn)