SimpliciTI網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計

摘要：利用TI推出的針對簡單小型RF網(wǎng)絡(luò)的專有低功耗RF協(xié)議——SimpliciTI網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計了一種無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)方案，方案中采用CC1110芯片等組成了系統(tǒng)硬件的中心控制器、路由節(jié)點和終端節(jié)點，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行軟件設(shè)計。實驗結(jié)果證明方案行之有效。
關(guān)鍵詞：SimpliciTI網(wǎng)絡(luò)協(xié)議；CC1110；數(shù)據(jù)采集

引言
隨著生產(chǎn)技術(shù)的現(xiàn)代化進(jìn)程，各種生產(chǎn)環(huán)境條件下的監(jiān)控系統(tǒng)也在不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)多采用有線的方式。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)提供了另外更好的選擇。對比于傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)，無線局域網(wǎng)的應(yīng)用價值體現(xiàn)在：
可移動性。由于沒有線纜的限制，用戶可以在不同的地方移動工作，網(wǎng)絡(luò)用戶不管在任何地方都可以實時地訪問信息。
布線容易。由于不需要布線，消除了野外布線的繁瑣工作，因此安裝容易，建網(wǎng)時間可大大縮短。
組網(wǎng)靈活。無線局域網(wǎng)可以組成多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可以十分容易地從少數(shù)用戶的點對點模式擴(kuò)展到上百個用戶的基礎(chǔ)架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。
另外，無線網(wǎng)絡(luò)通信范圍不受環(huán)境條件的限制，室外可以傳輸幾公里、室內(nèi)可以傳輸數(shù)十、幾百米。在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸方面也有與有線網(wǎng)絡(luò)等效的安全加密措施。
1 硬件設(shè)計
系統(tǒng)采用SimpliciTI網(wǎng)絡(luò)協(xié)議支持的串狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，整個系統(tǒng)由中心控制器、路由節(jié)點和終端節(jié)點組成。中心控制器通過USB與電腦連接，可以通過PC軟件顯示和查看信息，同時也可以通過PC軟件系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置和控制。而中心控制器采用無線方式與其他路由節(jié)點和終端節(jié)點通信。當(dāng)中心控制器不能直接與終端節(jié)點通信時，就由路由節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)通信數(shù)據(jù)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。中心控制器、路由節(jié)點、終端節(jié)點都采
用CC111O芯片，終端節(jié)點的CC1110芯片接收如溫度、光照等各種類型的傳感器采集來的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行處理發(fā)送。


CC1110芯片包含了CC1100 RF收發(fā)器，并內(nèi)嵌了加強(qiáng)型51內(nèi)核單片機(jī)。芯片內(nèi)嵌32 KB的在系統(tǒng)可編程Flash存儲器、4 KB的SRAM存儲器、8通道8～14位A／D轉(zhuǎn)換器、1個16位定時器和3個8位定時器、2個UART／SPI、RTC和21個通用I／0。基于 CC1100的高性能無線收發(fā)器工作于433 MHz，頻率穩(wěn)定性好，靈敏度高，無線數(shù)據(jù)傳輸最大速度可達(dá)500 kb／s，采用低供電電壓(2．3～3．6 V)，在數(shù)據(jù)采集發(fā)送期間的電流消耗為18 mA，休眠期間消耗電流為O．5μA，電流消耗非常低，工作溫度范圍為-40～85℃，適應(yīng)于惡劣環(huán)境。CC1110應(yīng)用電路如圖2所示。