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一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的開發(fā)

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作者: 時間:2006-06-14 來源:世界電子元器件 收藏
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中,每個傳感器節(jié)點都具有無線通信功能,各個測點的傳感器單元,對此處的參數(shù)進行,并組成一個無線網(wǎng)絡(luò),將數(shù)據(jù)通過該網(wǎng)絡(luò)以無線方式傳送到監(jiān)控中心。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與傳統(tǒng)的有線傳感器網(wǎng)絡(luò)相比,具有耗資小、安裝方便、維護和更新費用低等優(yōu)勢,非常適合用于對布線困難的區(qū)域、人員不能到達的區(qū)域和一些對臨時場合的狀況進行遠程監(jiān)測,如大型建筑的健康狀態(tài)監(jiān)測、空間探索、災(zāi)害預(yù)測、獲取敵方戰(zhàn)場信息等,也因此成為國際上的前沿熱點研究領(lǐng)域。

       針對環(huán)境及結(jié)構(gòu)狀態(tài)監(jiān)測,我們設(shè)計了一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò),該網(wǎng)絡(luò)由若干傳感器節(jié)點、一個無線接收功能的網(wǎng)絡(luò)控制節(jié)點及一臺計算機構(gòu)成。無線傳感器節(jié)點分布于需要監(jiān)測的區(qū)域內(nèi),執(zhí)行數(shù)據(jù)采集、處理和無線通信等工作,網(wǎng)絡(luò)控制節(jié)點接收各傳感器的數(shù)據(jù)并以有線的方式將數(shù)據(jù)傳送給計算機。結(jié)構(gòu)如圖1所示。

                                  

       傳感器節(jié)點的硬件設(shè)計

       總體結(jié)構(gòu)

       傳感器節(jié)點是網(wǎng)絡(luò)的基本單元,由下列部件組成:微功耗微處理器、微功耗短距離射頻收發(fā)器、采集部分(各種傳感器)組成。節(jié)點結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。 

                                 
 

       微處理器

       微處理器采用TI公司的MSP430的F149單片機。TI 公司的MSP430 系列單片機是一種超低功耗的混合信號控制器,能夠在低電壓下以超低功耗狀態(tài)工作;其控制器具有強大的處理能力和豐富的片內(nèi)外設(shè);帶FLASH 存儲器的單片機還可以方便高效地進行在線仿真和編程。MSP430家族分為MSP430X1XX、MSP430X3XX、MSP430X4XX 三個系列。MSP430F149是

       MSP430X1XX 系列中的功能最強的單片機。

       MSP430F149 包含的組件為:

       (1)基礎(chǔ)時鐘模塊,包括1 個數(shù)控振蕩器(DCO)和2 個晶體振蕩器;

       (2)看門狗定時器Watchdog Timer,可用作通用定時器;

       (3)帶有3 個捕捉/比較寄存器的16 位定時器Timer_A;

       (4)帶有7 個捕捉/比較寄存器的16 位定時器Timer_B;

       (5)2 個具有中斷功能的8 位并行端口:P1 與P2;

       (6)4 個8 位并行端口:P3、P4、P5 與P6;

       (7)模擬比較器COMPARATOR_A;

       (8)12 位A/D 轉(zhuǎn)換器;

       (9)2 通道串行通信接口(軟件選擇UART/SPI 模式);

       (10)1 個硬件乘法器;

       (11)60 KB+256字節(jié)FLASH,2 KB RAM。

       MSP430F149 豐富的片內(nèi)外設(shè)可使整個電路變得異常簡化,減少了節(jié)點的功耗和體積。


關(guān)鍵詞: 測量 測試

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