開放式的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點平臺設(shè)計
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本設(shè)計中微處理器MSP430F5438與CC2420通過SPI高速通信串行口進(jìn)行控制和通信。MSP430F5438為主設(shè)備，CC2420為從設(shè)備。CSn、SO、SI、SCLK是CC2420的SPI接口線，通過它們，Msp430F5438單片機(jī)可以設(shè)置CC2420的寄存器以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)取．?dāng)進(jìn)行SPI通信時Msp430F5438單片機(jī)作為主機(jī)，通過SCLK來控制時序，通過SI、SO進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入和讀取。CSn是片選信號線，用于保證數(shù)據(jù)收發(fā)的同步性。無線通信模塊如圖5所示。本文引用地址：http://cafeforensic.com/article/159364.htm
2．5 與計算機(jī)通信模塊
我們平臺需要將采集到的數(shù)據(jù)送給計算機(jī)進(jìn)行處理以供用戶進(jìn)一步使用和研究，同時當(dāng)用戶有主動需求時，我們要向像無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點發(fā)送查詢命令。MSP430F5438有多達(dá)4個通用串行接口，這里我們利用串口實現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和計算機(jī)之間的通信。MSP430F5438要實現(xiàn)和計算機(jī)串口相連接必須要進(jìn)行EIA-RS-232-C與MSP430F5438電平和邏輯關(guān)系的轉(zhuǎn)換，本設(shè)計采用MAX3232芯片，完成3～5 V電平與串口電平的雙向轉(zhuǎn)換。串口模塊如圖6所示。
3 設(shè)計驗證
我們通過采集環(huán)境溫度并將其發(fā)送給計算機(jī)來驗證我們的傳感器模塊以及串口通信模塊。我們利用JTAG仿真器將DS18B20數(shù)字溫度傳感器和串口通信的測試程序?qū)懭雈lash．DS18B20數(shù)字溫度傳感器將采集到的環(huán)境溫度送給MSP430F5438微處理器進(jìn)行處理。微處理器將處理完的數(shù)據(jù)通過串口送給計算機(jī)。最后我們通過C++編寫串口通信界面，對傳感器所采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行觀測和分析。測試證明我們的系統(tǒng)能夠很好的完成數(shù)據(jù)采集和串口通信的功能。
在無線通信模塊的驗證過程中，我們以CC2420為無線控制芯片，編寫了CC2420的測試程序進(jìn)行驗證。該模塊能夠較好的滿足預(yù)期目標(biāo)，其通信頻段在2．4～2．48 GHz之間，具有較高的接收靈敏度，可以做到全向通信，數(shù)據(jù)速率達(dá)250 kbps，碼片速率達(dá)2 Mchips／s，輸出功率可編碼控制大約在-24～0 dBm，其通信距離在室外超過150米。
4 結(jié)束語
以TI公司的MSP430F5438為主控芯片，設(shè)計了一款開放式可擴(kuò)展的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點平臺，并通過DS18B20數(shù)字溫度傳感器和CC2420模塊驗證其可行性。我們的平臺可以在不同的背景利用不同的傳感器模塊和無線通信模塊完成不同的任務(wù)，同時滿足低功耗的要求。
前面我們說過能耗問題一直是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一個限制因素。我們所面臨的難題就是利用有限的能源最大化延長無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的生命周期。太陽能發(fā)電和風(fēng)能發(fā)電技術(shù)的飛速發(fā)展，其價格問題和技術(shù)問題對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的制約將越來越小，這將為我們延長無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點生命周期提供了一條很有價值的途徑。
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