无线传感器网络体系整体结构
无线传感器网络是对周围环境的温度、湿度、光、加速度等信息进行监控和办理的技能。这种无线传感器节点中内置了传感器、传感器操控电路、CPU、无线通讯模块、天线、电源设备等,经过Ad-Hoc通讯技能,能够与周围的传感器节点一同把数据传输到会聚节点。本文介绍的无线传感器网络由一个会聚节点和多个传感器节点组成,经过会聚节点上传到长途主机。体系的整体结构如图1所示。
图1 体系的整体结构
硬件电路的规划
CC2430是Chipcon公司推出的用来完成嵌入式ZigBee运用的片上体系。CC2430只需求很少的外接元件就能够运转,其内部已集成了很多必要的电路,因而选用较少的外围电路即完成信号的收发功用。图2为CC2430根本电路规划。
图2 CC2430根本电路
图2中C1,C2为22pF的电容,衔接32 MHz的晶振电路,此石英晶振用于正常作业运用。C3,C4为15 pF的电容,衔接32.768 kHz的晶振电路,此石英晶振用于休眠时作业,然后下降功耗。C5=O.1μF,用于去除一些杂波搅扰,防止单片机过错复位。C6~C8分别为100 nF,220nF,220 nF,用作滤波,去除杂波搅扰使电压更安稳。C9=5.6 pF,电路中非平衡变压器由电容C9和电感L1,L2,L3以及一个PCB微波传输线组成,整个结构满意RF输入/输出匹配电阻(50Ω)的要求,L1,L2,L3分别为8.2 nH,22 nH,1.8 nH.C10,C11,C12,C13,C14为去耦合电容,用于电源滤波,以进步芯片作业的安稳性。偏置电阻器R1,R2分别为43 kΩ,56 kΩ,R1用于为32 MHz晶体振荡器设置精细偏置电流。
因为CC2430芯片具有低功耗的特性,选用2节2 800 mAh的干电池为节点机供电。天线选用外置天线。CC2430与温湿度传感器SHTll,光照度传感器PGM5506,红外传感器BS520衔接原理图如图3所示,其间P0.O,P0.1,P0.6,P1.2和P1.3为CC2430的I/O端口。
SHTll选用两线串行线和处理器进行数据通讯,SCK数据线担任处理器和SHTll的通讯同步;DATA三态门用于数据的读取。为防止信号抵触,微处理器应驱动DATA在低电平。需求一个外部的上拉电阻将信号提拉至高电平,图3显现CC2430的引脚P1.2用于SCK,P1.3用于DATA.
图3 三种传感器衔接原理图
光照度传感器PGM5506实践便是一个光敏电阻,跟着周边环境的光量而改动电阻值,然后输入3 V电压遭到跟着光量而改动的光敏电阻的影响,因而输出电压值改动。在测定输出电压值的LIGHTOUT中,能够依据改动的电压量感知光量。图3显现CC2430的引脚P0.0衔接LIGHT OUT.红外传感器BS520,跟着红外线的强弱输出A/D也改动,因而CC2430处理器能够依据输入的电流改动量来测定红外线值。图3显现CC2430的引脚PO.1衔接INFRARED ADC,经过对无线传感器网络体系的规划和对CC2430的了解,ZigBee技能未来的运用远景被看好。未来的几年里,它将在工业操控、轿车自动化、楼宇自动化、消费电子等多个范畴完成运用。