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基于MSP430和NRF2401的WSN節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

作者: 時(shí)間:2009-12-03 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏


0 引 言
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(wireless sensor network)是一種自組織網(wǎng)絡(luò),它由大量低成本、資源有限的傳感設(shè)備組成,間協(xié)同工作實(shí)現(xiàn)某一特定任務(wù)。由于無線傳感網(wǎng)絡(luò)所具有的易擴(kuò)展、自組織、分布式結(jié)構(gòu)和實(shí)時(shí)性的特點(diǎn),無線傳感網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用已經(jīng)由軍事領(lǐng)域擴(kuò)展到其他許多領(lǐng)域,例如環(huán)境監(jiān)測、氣候監(jiān)測、目標(biāo)追蹤、工業(yè)自動(dòng)化等方面,此外還為未來的遠(yuǎn)程醫(yī)療和空間探索提供了很大的應(yīng)用空間。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)如圖1所示,通常包括傳感器、匯聚節(jié)點(diǎn)(sinknode)、外部網(wǎng)絡(luò)和用戶界面。大量傳感器節(jié)點(diǎn)隨機(jī)部署在感知區(qū)域(Sensorfield)內(nèi)部或附近,能夠通過自組織方式構(gòu)成網(wǎng)絡(luò),傳感器節(jié)點(diǎn)將采集到的數(shù)據(jù)沿著其他傳感器節(jié)點(diǎn)逐跳進(jìn)行傳輸,在傳輸過程中所采集的數(shù)據(jù)可能被多個(gè)節(jié)點(diǎn)處理,經(jīng)過多跳路由后到匯聚節(jié)點(diǎn),再由匯聚節(jié)點(diǎn)通過外部網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)傳送到處理中心進(jìn)行集中處理。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/163445.htm

1 系統(tǒng)硬件
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點(diǎn)的硬件一般包括數(shù)據(jù)處理單元、無線傳輸單元、傳感采集單元和電源供應(yīng)單元。如圖2所示,傳感采集單元可以根據(jù)應(yīng)用背景選擇相應(yīng)的測量物理量的傳感器,電源供應(yīng)單元部分由于系統(tǒng)大部分處于低功耗模式,可以采用7號電池解決。下面著重介紹數(shù)據(jù)處理單元、無線傳輸單元。

1.1 數(shù)據(jù)處理單元
是具有超低功耗特點(diǎn)的16位單片機(jī),本方案選用F148,其功耗電流已經(jīng)達(dá)到了μA級。16位CPU和高效的RISC指令系統(tǒng),無外擴(kuò)的數(shù)據(jù)地址總線,在8MHz時(shí)可達(dá)到125ns的指令周期,具有16個(gè)快速響應(yīng)中斷,能及時(shí)處理各種緊急事件。豐富的片內(nèi)外圍功能模塊:12位的A/D轉(zhuǎn)換器ADC12內(nèi)包括采樣/保持功能的ADC內(nèi)核、轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)邏輯、內(nèi)部參考電平發(fā)生器、多種時(shí)鐘源、采樣及轉(zhuǎn)換時(shí)序電路。有8個(gè)外通道,4個(gè)內(nèi)通道,高達(dá)200kbps的采樣速率,多種采樣方式。兩路USART通信串口,可用于UART和SPI模式;片內(nèi)有精密硬件乘法器、兩個(gè)16位定時(shí)器,6個(gè)并行口P1~P6,48條I/O口線,其具有64KB的閃存,用于存儲(chǔ)采集數(shù)據(jù)。


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