基于LPC1100的溫度檢測網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)計

摘要：基于NXP公司LPC1100系列處理器設(shè)計了一種溫度檢測網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。介紹了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的整個設(shè)計方案和溫度檢測網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的硬件設(shè)計，并給出功耗管理、溫度傳感器和ZigBee三個軟件模塊的具體軟件設(shè)計方法。
關(guān)鍵詞：LPC1100；功耗；溫度傳感器；LCD；CC2500；ZigBee

引言
Cortex-MO是32位ARM處理器中一款低功耗、小體積的處理器。它完美地融合了超低功耗、較高效率和低門數(shù)等優(yōu)勢，這些特性決定了它適合作為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的處理器。本文介紹一種基于LPC1114設(shè)計一個溫度檢測網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的方案。

1 溫度檢測系統(tǒng)簡介
一個溫度檢測無線網(wǎng)絡(luò)由若干個溫度檢測節(jié)點組成，各個溫度檢測節(jié)點之間使用無線傳感器通信。所有的溫度檢測節(jié)點使用ZigBee技術(shù)組成一個無線網(wǎng)絡(luò)。各個節(jié)點的功能包括采集溫度，并通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)發(fā)送出去。本系統(tǒng)采用TI公司提供的精簡版本的ZigBee協(xié)議中的Simp-liciTI協(xié)議來組建一個星型網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)由一個訪問接入節(jié)點(AP)和若干個終端節(jié)點(ED)組成。其中，AP相當(dāng)于全功能設(shè)備，負責(zé)建立整個網(wǎng)絡(luò)，并接收ED端采集的溫度信息。所有溫度檢測節(jié)點都使用電池設(shè)備供電。

2 溫度檢測節(jié)點的硬件設(shè)計
溫度檢測節(jié)點主要由LPC1100系列處理器(這里使用的是LPC1114)、溫度傳感器、ZigBee模塊、LCD顯示屏等組成，如圖1所示。溫度傳感器使用National Semiconductor公司的I2C接口的LM75，ZigBee模塊使用TI公司的SPI接口的CC2500芯片，LCD顯示屏使用LCD1602字符顯示屏幕。整個節(jié)點使用電池設(shè)備供電，考慮到功耗的因素，LCD屏采用插槽設(shè)計，不需要顯示的部分節(jié)點可以不連接LCD。除以上各主要部分外，還有一些可選的單元，例如UART串口、通用I／0接口的LED、按鍵、蜂鳴器BEEP等。

3 溫度檢測節(jié)點的軟件設(shè)計
溫度檢測節(jié)點的功能如下：
◆通過設(shè)置定時器來定期地檢測溫度，并在LCD上顯示當(dāng)前的溫度值；
◆將檢測到的溫度值通過ZigBee模塊發(fā)送出去；
◆當(dāng)溫度過高時，蜂鳴器長鳴一定時間報警；
◆溫度檢測和發(fā)送之外時間，節(jié)點處于睡眠模式；
◆定時器每隔1 s將處理器喚醒一次，進行溫度檢測和傳送。
根據(jù)這些功能，將整個溫度節(jié)點的軟件劃分為如下幾個模塊：功耗管理模塊、LCD模塊、溫度傳感器模塊、ZigBee模塊。
本節(jié)將重點介紹功耗管理模塊、溫度傳感器模塊和ZigBee模塊。
3．1 功耗管理模塊
LPC1100系列芯片的功耗管理有3種模式，即睡眠模式、深度睡眠模式、深度掉電模式。
3．1．1 3種模式的進入和退出
3種模式的進入和退出方式如表1所列。