SimpliciTI網(wǎng)絡協(xié)議的無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計
摘要:利用TI推出的針對簡單小型RF網(wǎng)絡的專有低功耗RF協(xié)議——SimpliciTI網(wǎng)絡協(xié)議設計了一種無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)方案,方案中采用CC1110芯片等組成了系統(tǒng)硬件的中心控制器、路由節(jié)點和終端節(jié)點,并在此基礎上進行軟件設計。實驗結果證明方案行之有效。
關鍵詞:SimpliciTI網(wǎng)絡協(xié)議;CC1110;數(shù)據(jù)采集
引言
隨著生產(chǎn)技術的現(xiàn)代化進程,各種生產(chǎn)環(huán)境條件下的監(jiān)控系統(tǒng)也在不斷發(fā)展,傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)多采用有線的方式。無線傳感器網(wǎng)絡的出現(xiàn)提供了另外更好的選擇。對比于傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡,無線局域網(wǎng)的應用價值體現(xiàn)在:
可移動性。由于沒有線纜的限制,用戶可以在不同的地方移動工作,網(wǎng)絡用戶不管在任何地方都可以實時地訪問信息。
布線容易。由于不需要布線,消除了野外布線的繁瑣工作,因此安裝容易,建網(wǎng)時間可大大縮短。
組網(wǎng)靈活。無線局域網(wǎng)可以組成多種拓撲結構,可以十分容易地從少數(shù)用戶的點對點模式擴展到上百個用戶的基礎架構網(wǎng)絡。
另外,無線網(wǎng)絡通信范圍不受環(huán)境條件的限制,室外可以傳輸幾公里、室內(nèi)可以傳輸數(shù)十、幾百米。在網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸方面也有與有線網(wǎng)絡等效的安全加密措施。
1 硬件設計
系統(tǒng)采用SimpliciTI網(wǎng)絡協(xié)議支持的串狀網(wǎng)絡結構,整個系統(tǒng)由中心控制器、路由節(jié)點和終端節(jié)點組成。中心控制器通過USB與電腦連接,可以通過PC軟件顯示和查看信息,同時也可以通過PC軟件系統(tǒng)進行設置和控制。而中心控制器采用無線方式與其他路由節(jié)點和終端節(jié)點通信。當中心控制器不能直接與終端節(jié)點通信時,就由路由節(jié)點轉發(fā)通信數(shù)據(jù)。系統(tǒng)結構如圖1所示。中心控制器、路由節(jié)點、終端節(jié)點都采
用CC111O芯片,終端節(jié)點的CC1110芯片接收如溫度、光照等各種類型的傳感器采集來的數(shù)據(jù),并進行處理發(fā)送。
CC1110芯片包含了CC1100 RF收發(fā)器,并內(nèi)嵌了加強型51內(nèi)核單片機。芯片內(nèi)嵌32 KB的在系統(tǒng)可編程Flash存儲器、4 KB的SRAM存儲器、8通道8~14位A/D轉換器、1個16位定時器和3個8位定時器、2個UART/SPI、RTC和21個通用I/0?;?CC1100的高性能無線收發(fā)器工作于433 MHz,頻率穩(wěn)定性好,靈敏度高,無線數(shù)據(jù)傳輸最大速度可達500 kb/s,采用低供電電壓(2.3~3.6 V),在數(shù)據(jù)采集發(fā)送期間的電流消耗為18 mA,休眠期間消耗電流為O.5μA,電流消耗非常低,工作溫度范圍為-40~85℃,適應于惡劣環(huán)境。CC1110應用電路如圖2所示。
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