拉压力传感器网络微型节点的实现

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拉压力传感器网络(WSN)由随机散布的集成有拉压力传感器、数据处置单元和通讯

？榈奈⑿徒诘，通过自组织的方式组成网络，拉压力传感器网络拥有散布式处置带来的监测高精度、高容错性、大覆盖区域、可远程监控等多多利益，成为近期国际上网络钻研的沉要热点之一。

无线拉压力传感器网络微型节点是一次性的，要求节点成本便宜和工作功夫尽可能长。无线传感网络中不应该存在专门的路由器节点，每个节点既是终端节点， 又是路由器节点。节点间选取移动自组织网络联系起来，并选取多跳的路由机造进行通讯。因而，在单个节点上，一方面硬件必须低能耗，选取无线传输方式;另一 方面软件必须支持多跳的路由和谈。IEEE802.15.4/ZigBee和谈充分思考了无线拉压力传感器网络利用的需要，是目前被业界普遍看好的一种。

无线通讯和谈；谡庑└乃枷，本文设计了以高档8位AVR单片机ATmega128L为主题，结合表围拉压力传感器和2.4GHz无线收发

？镃C2420的无线拉压力传感器网络微型节点，并在现实中得到了利用。

无线拉压力传感器网络微型节点由数据采集单元、数据处置单元、数据传输单元和电源治理单元4部门组成，如图1所示。数据采集单元掌管监测区域内信息的 采集和数据转换，本设计中数据采集单元蕴含了温度、湿度、光强度、加快度和大气压力拉压力传感器;数据处置单元掌管节造整个节点的处置操作、路由和谈、同步定 位、功耗治理、工作治理等;数据传输单元掌管与其他节点进行无线通讯，互换节造新闻和收发采集数据;电源治理单元选通所用到的拉压力传感器，节点电源由两节 1.5V碱性电池组成，今后将选取微型纽扣电池，以进一步减幼体积。为了调试方便及可扩大性，将数据采集单元独立出来，做成两块能相互套接的可扩大主板。

本设计中数据处置单元选用Atmel公司的ATmega128L微节造器，它是选取低功耗COMS工艺出产的基于RISC结构的8位微节造器， 是目前AVR系列中职能最壮大的单片机。AVR核将32个工作寄放器和丰硕的指令集联结在一路，所有的工作寄放器都与ALU直接相连，实现了在一个时钟周 期内执行单条指令的同时接见两个独立寄放器的操作，拥有优良的性价比。这种结构提高了代码效能，在机能上比通常CISC单片机提高约10倍。

ATmega128L拥有丰硕的资源和极低的功耗。它拥有片内128KB的法式Flash，4KB的数据SRAM，可表扩到64KB的 E2PROM。此表，它还有8个10位ADC通路，2个8位和2个16位硬件按时/计数器，并可在多种分歧的模式下工作;8个PWM通路、可编程看门狗定 时器和片上振荡器、片上仿照比力器;UART、SPI、I2C总线接口;JTAG接口。除了正常操作模式表，还拥有六种不一致级的低功耗操作模式，每种模 式拥有分歧的功耗。

采集环境参数信号，必要采样率很高、数据量大的CPU。若是选取传统51系列作为CPU，那么表围A/D器件速度和CPU速度就有一个相互限度 的瓶颈;若是加上比力复杂的数据处置和存储，必要扩大表部ROM和RAM;这样多的表围器件限度了系统的不变性和速度的提高，同时也大大增长了系统的功 耗。综合对比之后，数据处置单元选用ATmega128L进行开发。

数据传输单元

？榈缏酚蒀hipcon公司出产的低功耗、短距离的无线通讯

？镃C2420组成。CC2420是一款切合ZigBee技术的高 集成度工业用射频收发器件，其MAC层和PHY层和谈切合802.15.4规范，工作于2.4GHz频段。该芯片只需极少表部元器件，可确保短距离通讯的 有效性和靠得住性。数据传输单元

？橹С质荽渎矢叽250kbps，能够实现多点对多点的急剧组网，系统体积幼、成本低、功耗幼，适于电池持久供电。具 有硬件加密、安全靠得住、组网矫捷、抗毁性强等特点。数据传输单元接口电路如图3所示。CC2420与处置器的衔接极度轻便，使用SFD、FIFO、 FIFOP和CCA四个引脚暗示收发数据状态;处置器通过SPI接口(MISO、MOSI、SCK)与CC2420互换数据，发送号令。

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