[工學(xué)]基于cc2530的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-11-14 23:57 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 此，傳感器對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的要求具有多樣性。因此網(wǎng)絡(luò)的部署必須有目的性，沒有哪一種網(wǎng)絡(luò)可以適應(yīng)所有的應(yīng)用場景。 第二節(jié) 基于 CC2530的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 一、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)需要考慮以下幾個(gè)方面： （ 1）微型化：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在保證對(duì) 目標(biāo)系統(tǒng) 本身的特性不會(huì)造成影響的基礎(chǔ)上，要求在體積上盡可能的小。在某些應(yīng)用場合，甚至需要目標(biāo)系統(tǒng)能夠小到不容易讓人察覺的程度，來完成一些特殊任務(wù)。在軟件方面，要求所有的模塊的 軟件都應(yīng)該精簡，沒有冗余代碼 ，對(duì)不同的應(yīng)用系統(tǒng)需要配套不同的軟件代碼。 （ 2） 擴(kuò)展性和靈活性：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)需要定義 統(tǒng)一的、完整的外部接口 ，在需要添加新的硬件部件時(shí)，可以再現(xiàn)有節(jié)點(diǎn)上直接添加，而不需要開發(fā)新的傳感器節(jié)點(diǎn)?？梢愿鶕?jù)需要開發(fā)多種應(yīng)用，在 相同的硬件平臺(tái)上 實(shí)現(xiàn)多種應(yīng)用。軟件的擴(kuò)展性體現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)的軟件不需要額外的設(shè)備就可以自動(dòng)升級(jí)。 （ 3） 穩(wěn)定性和安全性：傳感器節(jié)點(diǎn)的 各個(gè)部件都能夠在給定的外部變化范圍內(nèi)正常工作， 在給定的溫度、濕度、壓力條件下，傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的各個(gè)模塊都要保證正常的功能 ，所以傳感器節(jié)點(diǎn)必須具有穩(wěn)定性和安全性。穩(wěn)定性在軟件上也要得到保證，一方面要保證邏輯上的正確性與完整性，另一方面保證硬件上出現(xiàn)問題時(shí)，能夠及時(shí)的感知并采取積極的措施，如協(xié)議棧復(fù)位等。 （ 4） 低成本：低成本是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的 基本要求 。只有低成本，才能大量地布置在目標(biāo)區(qū)域中，也才能表現(xiàn)出無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的各種優(yōu)點(diǎn)。 低成本也對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)各個(gè)部件都提出了苛刻的要求 。 二、芯片選型 調(diào)研了目前國內(nèi)外現(xiàn)有典型的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，總結(jié)出傳感器節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)方式主要有兩種方式：一種是 MCU+射頻芯片；一種是集成了 MCU+射頻收發(fā)模塊的 SOC。上面介紹的典型的傳感器節(jié)點(diǎn)基本上采用的是第一種設(shè)計(jì)方式，但是這種設(shè)計(jì)方式用在復(fù)雜的環(huán)境如礦井下會(huì)產(chǎn)生一些弊端。由于傳感器節(jié)點(diǎn)主要是由單片機(jī)與無線通信模塊的組合，而非集成于一個(gè)芯片上，這必然需要人為的布置單片機(jī)與無線通信模塊的連接，這種組合連接方式的兼容性與芯片之間數(shù)據(jù)傳輸可靠性不如集成方式強(qiáng)，對(duì)于礦用器件，應(yīng)該選用更加可靠的傳輸方式。同時(shí)，傳感器節(jié)點(diǎn)各部件的這種組合與集成于一個(gè)芯片上設(shè)計(jì)相比，大大增加了節(jié)點(diǎn)的體積與重量。 針對(duì)以上弊端，我們采用集成 MCU+射頻收發(fā)模塊的 SOC設(shè)計(jì)方式，而且這種設(shè)計(jì)方式能實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)的更微小化和極低的功耗。擬采用 TI公司的 CC2530為核心來設(shè)計(jì)傳感器節(jié)點(diǎn)。之所以選用 CC2530原因如下： （ 1）根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際需求和礦井下實(shí)際情況，采用 ZigBee這種通信數(shù)據(jù)量不大、低數(shù)據(jù)傳輸率、低成本、低功耗而且具有安全可靠性的這種無線通信技術(shù)，做為該無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)通信方式最為合適。 （ 2） CC2530集成單片機(jī)、 ADC、無線通信模塊于一體。與前述系列典型的節(jié)點(diǎn)相比，大大提高了單片機(jī)與無線通信模塊 組合時(shí)的可靠性，同時(shí)也減小了節(jié)點(diǎn)的體積與質(zhì)量。 （ 3） CC2530支持最新的 ZigBee協(xié)議 —— ZigBee 2021/PRO，而 TI之前的 SOC射頻芯片 CC2430/CC2431等不支持 ZigBee 2021/
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1