基于CC2520的無線傳感器網絡節點設計
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摘要
無線傳感網絡廣泛應用于軍事偵察、環境監測、目標定位等領域。一般來說,無線傳感網絡節點的設計要求具有功耗低、成本低、壽命長等特點。ZigBee無線網絡結構簡單、設計成本低廉，功耗低，并擁有簡單而靈活的通信網絡協議，應用非常廣泛。采用集射頻與微控制器于一體的片上系統CC2430作為ZigBee無線網絡節點的核心器件，提出帶功率放大器的ZigBee無線網絡節點的系統設計方案，并給出該系統電路原理圖。硬件測試結果表明，節點硬件接收靈敏度高，通信距離也較理想。
目前GSM和3G等無線移動通信技術以及藍牙、WiFi、Ad-hoc等無線局域網技術應用日益廣泛，但其設備系統復雜，功耗較大、成本很高，不適合應用在一些低數據速率和通信范圍較小的場合，如傳感器網絡、家庭自動化以及玩具等領域。ZigBee網絡在通信過程中只需一個網絡協調者，用以建立網絡并管理和協調整個網絡的數據傳輸，而無需成本高昂、體積龐大的基站。該網絡協調者既是網絡中的主節點，又可作為網絡與其他有線或無線網絡互連的網關節點。ZigBee是一種低復雜度、低功耗和低成本的低速率無線連接技術，基于ZigBee技術的無線系統的開發應用已成為研究熱點。
提出一種基于射頻芯片CC2520的無線傳感器網絡借點的軟件設計方案，基于任務調度機制，采用功能模塊化設計。簡要介紹了無線傳感器網絡的系統結構和節點的硬件電路，重點對系統軟件主流程以及數據采集、數據處理、數據傳輸和能源管理四個功能模塊的軟件設計做了詳細介紹。
射頻收發器CC2520應用Chipcon公司的Sman RF 03技術，采用0．18μm CMOS工藝，只需極少的外部元件，性能穩定且功耗極低，同時集成所有ZigBee技術優點，可快速應用到建筑自動化網絡、住宅安防系統、工業控制網絡、遠程抄表以及PC外設等ZigBee產品中，也可以替代現有的控制網絡技術(例如RS-422、RS-485)和有線監視方案。由于無線傳感器網絡在通信上消耗較大能量，選用功耗較小的PICl8F4620單片機為處理器，以及選用CC2520為通信器件，設計無線網絡節點，因此，這里提出一種基于CC2520的ZigBee無線網絡節點的設計方案。
關鍵詞：CC2520，ZigBee，無線網絡，節點，功率放大
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