無線傳感器的網絡節點之硬件設計

　　CC2431的設計結合了8 KB 的RAM 及強大的外圍模塊，并有3 種不同的版本。它們根據不同的閃存空間32 KB、64 KB 和128 KB 來優化復雜度與成本。CC2431 的尺寸只有7 mm×7 mm 的48 腳封裝，采用具有內嵌閃存的0.18 μm CMOS 標準技術。針對協議棧、網絡和應用軟件執行時對MCU 處理能力的要求，CC2431 包含一個增強型工業標準的8 位8051 微控制器內核，運行時鐘為32 MHz。CC2431 還包含一個DMA 控制器，可以減少8051 微控制器內核對數據的傳送操作，因此提高了芯片整體的性能。在CC2431 8 KB 靜態RAM 中的4 KB 是超低功耗SRAM。32 KB、64 KB 或128 KB 的片內Flash 塊提供在線可編程非易失性存儲器。CC2431 集成了4個振蕩器用于系統時鐘和定時操作，以及用于用戶自定義應用的外設，具有4 個定時器。此外，還集成了實時時鐘、上電復位、8 通道8～14 位ADC 等其他外設，并帶有定位跟蹤引擎。

　　圖11為CC2431的典型接線圖，他的外圍電路很少，只需設計晶振電路和天線電路即可。

圖11

　　2.3.3 串口通信模塊

　　為了方便監測網絡中數據傳輸的正常，需要串口來連接計算幾，讀取節點內部的數據。連接串口到CC2431，必須加max232進行電平轉換。設計中因為是sink節點故只需一路輸入輸出，用P1-6連接T2IN，P1-7連接R2OUT。VDD需要接電源并用C1，C2接地。如圖12

圖12

　　2.3.4 仿真器接口設計

　　JTAG口設計必須符合電路引腳要求，否則無法連接。JTAG口設計方便燒寫和調試程序，接口電路如圖13所示，可根據后續需要改進。

圖13

圖14

　　晶振電路設計：采用兩個石英諧振器和4個電容分別構成1個32MHZ的晶振電路和一個32.768的晶振電路，如圖15所示，R221 R261為偏置電阻，其中R221為32MHZ晶振設置精密偏置電流。

圖15

　　3 小結

　　本文根據無線傳感器的設計要求，結合系統的實際，設計出了一款無線傳感器節點的硬件設計方案。選用CC2431處理器作為系統的微處理器，并且配以溫度、濕度以及煙霧傳感器，選用ZigBee協議作為wsn的傳輸協議，實現了一種低功耗的無線傳感器網絡節點硬件平臺，為系統的應用提供了必要的基礎。