基于LPC1100的溫度檢測網絡節點設計

摘要：基于NXP公司LPC1100系列處理器設計了一種溫度檢測網絡節點。介紹了網絡系統的整個設計方案和溫度檢測網絡節點的硬件設計，并給出功耗管理、溫度傳感器和ZigBee三個軟件模塊的具體軟件設計方法。
關鍵詞：LPC1100；功耗；溫度傳感器；LCD；CC2500；ZigBee

引言
Cortex-MO是32位ARM處理器中一款低功耗、小體積的處理器。它完美地融合了超低功耗、較高效率和低門數等優勢，這些特性決定了它適合作為無線傳感器網絡節點的處理器。本文介紹一種基于LPC1114設計一個溫度檢測網絡節點的方案。

1 溫度檢測系統簡介
一個溫度檢測無線網絡由若干個溫度檢測節點組成，各個溫度檢測節點之間使用無線傳感器通信。所有的溫度檢測節點使用ZigBee技術組成一個無線網絡。各個節點的功能包括采集溫度，并通過ZigBee網絡發送出去。本系統采用TI公司提供的精簡版本的ZigBee協議中的Simp-liciTI協議來組建一個星型網絡。網絡由一個訪問接入節點(AP)和若干個終端節點(ED)組成。其中，AP相當于全功能設備，負責建立整個網絡，并接收ED端采集的溫度信息。所有溫度檢測節點都使用電池設備供電。

2 溫度檢測節點的硬件設計
溫度檢測節點主要由LPC1100系列處理器(這里使用的是LPC1114)、溫度傳感器、ZigBee模塊、LCD顯示屏等組成，如圖1所示。溫度傳感器使用National Semiconductor公司的I2C接口的LM75，ZigBee模塊使用TI公司的SPI接口的CC2500芯片，LCD顯示屏使用LCD1602字符顯示屏幕。整個節點使用電池設備供電，考慮到功耗的因素，LCD屏采用插槽設計，不需要顯示的部分節點可以不連接LCD。除以上各主要部分外，還有一些可選的單元，例如UART串口、通用I／0接口的LED、按鍵、蜂鳴器BEEP等。

3 溫度檢測節點的軟件設計
溫度檢測節點的功能如下：
◆通過設置定時器來定期地檢測溫度，并在LCD上顯示當前的溫度值；
◆將檢測到的溫度值通過ZigBee模塊發送出去；
◆當溫度過高時，蜂鳴器長鳴一定時間報警；
◆溫度檢測和發送之外時間，節點處于睡眠模式；
◆定時器每隔1 s將處理器喚醒一次，進行溫度檢測和傳送。
根據這些功能，將整個溫度節點的軟件劃分為如下幾個模塊：功耗管理模塊、LCD模塊、溫度傳感器模塊、ZigBee模塊。
本節將重點介紹功耗管理模塊、溫度傳感器模塊和ZigBee模塊。
3．1 功耗管理模塊
LPC1100系列芯片的功耗管理有3種模式，即睡眠模式、深度睡眠模式、深度掉電模式。
3．1．1 3種模式的進入和退出
3種模式的進入和退出方式如表1所列。