前言

WSN（无线网络感应器互联网）是一种根据多跳的生态系统理论互联网，根据构建在监控范围的很多微型传感器连接点，合作地认知、收集和解决无线网络覆盖地区中认知目标的信息内容，高并发赠给观测者。WSN技术性在国外商业周刊和MIT技术性评价的预知未来技术性行业分析报告中，各自被列入二十一世纪最有影响的21项技术性和改变命运的10大技术性之一。WSN在国防、民用型及工业行业都有着宽阔的应用前景。根据WSN，在国防行业，可将沙场上获得的数据立即快速地传到总指挥部；在民用型行业，能够运用在智能家居系统、环保监测、保健医疗灾难预测分析等；在工业行业，运用于工控自动化及室内空间探寻等。WSN是如今世界各国通讯方面的一大科学研究网络热点。

在WSN中，感应器连接点是互联网中最主要的模块，是组成WSN的基本。感应器连接点一般由感应器模块、CPU模块、无线通讯模块及开关电源供货模块4一部分构成。感应器连接点选用充电电池供电系统，连接点动能比较有限，并且它的信息处理工作能力、储存工作能力及连接点间通信工作能力也比较有限，因而，感应器连接点设计方案的优劣将同时影响到互联网的可靠性。文中依据上述特性规定，选用CC1110ic设计WSN连接点，设计方案結果不错地考虑了特性规定。

1、CC111O集成ic介绍

CC1110集成ic是英国TI企业的一款1 GHz下列频段的功耗低RF（频射）SoC（上面系统软件）解决方法。该集成ic选用Chipcon企业Smart RF 04技术性，以0.18 μmCMOS加工工艺做成，只需非常少外界元器件就可以组成特性比较稳定且功能损耗非常低的SoC。

CC1110集成ic的工作标准电压为2.0 V～3.6 V，具备多种多样的外场插口。片内具备2一个GPIO、两个USART插口和可编程控制器看门狗1记时器；有着一个16位计时器、3个8位计时器及其随机数字产生器；内嵌式128位AES安全性协处理器和强劲的DMA作用等。在RF特性上，具备高灵敏（在1.2 kBaud的速度下为-110 dBm）和较高的输出阻抗和堵塞作用；适用2-FSK、GFSK和MSK等调配方法，頻率范畴为300。MHz～348 MHz、391 MHz～464 MHz及782 MHz～928 MHz；适用数据RSSI／LQI；较大功率能够做到10 dBm，最互联网大数据率能够做到500 kBaud。

总而言之，CC1110具备高集成度与功耗低特点，在6 mm×6 mm的QLP封裝中，集成化了CC1101 RF光端机、加强型8051微处理器、8／16／32 kB Flash储存器及1／2／4 kB RAM等强悍作用；有着4种功能损耗管理机制，从功耗低情况转换到运行状态的衔接時间十分快。因而，适用警报与安全性、全自动读表、工业生产监管及其楼宇智能化等行业，可以达到WSN对充电电池使用期限、规格、成本费及其产品研发時间的规定。

2、连接点硬件开发

CC1110集成ic只需极个别外场元器件就可以构建平稳靠谱且功能损耗低的SoC，大大简化了RF电源电路的设计过程。设计方案的感应器连接点工作中在433 MHz频率段。图2是CC1110的参照设计方案，关键由CC1110集成ic、频射配对电源电路和别的外场元器件构成。

RF配对电源电路用于配对集成ic键入、輸出特性阻抗，使其键入、输出阻抗为50 Ω，与此同时，为集成ic里面的PA（功率放大电路）及LNA（低噪音放大仪）给予直流电参考点。匹配电阻电源电路选用BALUN电源电路，由L232、L242、C234和C241构成。CC1110的RF数据信号选用离散方法，在433 MHz频率段，其最好差分信号特性阻抗为116 j41 Ω。

RF一部分电路原理参照图2的典型性设计方案，但对线路实现了小量改动，添加PA。依据具体应用场景必须，连接点能够工作中在有PA、无PA二种情况，例如Coordi-nator、Range Extender两连接点能够工作中在加PA的形式下（一般选用电压供电系统），完成长距离传送。设计方案的感应器连接点实体图如图所示3所显示。

连接点的感应器控制模块选用法国SENSIRION企业的根据Sensirion技术性的该校准数显式温温度传感器SHT71。在一个集成ic上，集成化了温度湿度感应器、数据信号变大调节器、A／D转化器和系统总线插口，能够给予-40℃～120℃范畴内屏幕分辨率为14 bit的溫度精确测量及其0～100％范畴内屏幕分辨率为12 bit的环境湿度精确测量。SHT71选用串行通信与CC1110相接，它的串行通信数字时钟键入线SCK和串行通信手机充电线DATA立即与CC1110的GPIO口线相接，电源电路联接平面图如图4所显示。

3、连接点软件开发

连接点的软件开发具体包含温度湿度收集部位和无线网络数据通讯一部分。

3.1温度湿度收集

温度湿度感应器SHT71根据SCK与CC1110维持同歩，根据DATA线收取和发送通讯协议指令和数据信息。其链表排序以下：CC1110推送一组“运行传送”时钟频率开展传输数据复位，随后推送一组精确测量指令，释放出来DATA线，等候SHT71往下拉DATA线至低电频，表明精确测量完毕，与此同时读取数据。CC1110接到精确测量值后，可依据以下计算公式出溫度T和空气湿度H：

式中：指数d1、d2、c1、c2和c3能够查看有关指南。

3.2无线网络数据通讯

下边以连接点间点对点传输为例子，详细介绍传感器网络连接点间通信完成方式 及通讯全过程。CC1110的MAC帧构造简易，去除物理层的流板码和同歩字，只包括一个可选择的长短字节数n、一个可选择的详细地址字节数，客户信息和2个可选择的CRC字节数，如图所示5所显示。

为了更好地便捷通讯流程中的数据处理方法，手机软件上理解了以下数据信息收取和发送解决构造：

在其中，标志位flags占一个字节数，用以表明当今数据帧的种类。flags字节数中的flags字节数的第0位为1时，表明总体目标连接点在得到该数据帧后不必ACK；第一位为1时，表明总体目标连接点在得到该数据帧后要ACK；第2位为1时表明该帧是ACK帧；第三位为1时，表明该帧是请求超时重新传输帧；最大位为1时，表明该帧是数据信息编码序列中的一帧。

然后论述感应器网络节点的通讯频射设定。连接点工作中时采用的晶振电路頻率为26 MHz，RF复位时，设定存储器FREQ2、FREQ1和FREQ0，配备RF的物理层最少无线信道的输出功率；根据存储器CHANNR的CHAN位域来设定通讯无线信道；设定存储器MDMCFG0的CHANSPC_M位域及存储器MDMCFG1的CHANSPC_E位域来设定信道间隔。实际的载频頻率fc可以用下式表明：

式中：fref为26 MHz，较大信道间隔为405 kHz。自然，能够根据TI公司的手机软件SmartRF Studio来测算这种存储器设定值。

连接点软件开发中根据DMA方法完成RF控制模块与Memory间数据信息浏览，而无需CPU干涉。DMA安全通道叙述的算法设计以下：

以推送为例子，论述DMA的配制全过程及每一个建筑结构组员的实际意义。

在上传时，最先将信息的服务器ipSRCADDRH和SRCADDRL设为所要传送数据的开始详细地址，总体目标详细地址DESTADDRH和DESTADDRL设成存储器RFD的详细地址。

随后，在LENH和LENL位域设定所要传送数据的长短，VLEN位域设成0；将WORDSIZE位域设成0，让DMA一次只传送一个字节数；将TMODE位域设定为0（SINGLE方式，DMA的数据信息传送模式可分为4种），即表明数据信息传递操作过程中，一次DMA开启可开展一个WORDSIZE的传送。将TRIG位域配备为RF开启方式（DMA开启讯号有31种）；CSRCINC位域和DES-TINC位域各自用以设定数据信息服务器ip和总体目标地点的改变方法，应设为不会改变、增1、增2或减1。本例中数据服务器ip挑选增1，而数据信息总体目标详细地址设定为不会改变（仅有RFD存储器）；IRQMASK位域位用以设定在DMA传输数据完后是不是发终断数据信号，本例设为严禁DMA终断；M8位域是按字节数传送时的数据信息总宽，设成0表明8位传送，为1时表明只传送字节数的低7位；将PRIORITY位域设定为低优先级队列。

4、试验結果

感应器连接点选用模块化设计设计方案，结构紧凑，体型小。设计方案的CC1110感应器连接点在通讯頻率为433 MHz、调配方法为2-FSK时做好了单包推送、持续推送及其点到点对发检测，并完成了错误差检测。试验結果较为理想，宽阔自然环境通讯间距做到1 km上下，错误差为1%上下。功率放大电路检测中，带PA作用的连接点功率做到25 dBm上下，非常好地考虑了设计方案特性。

5、结语

文中简述了根据CC1110的传感器网络网络节点的制定及完成全过程。连接点可以收集当场条件的温度湿度，并里发至顶层节点。文中的科研工作中为进一步科学研究传感器网络通讯协议给予了较好的硬件环境。完成結果也说明，以CC1110为关键的感应器连接点为WSN的完成带来了一种解决方法，具备极强的使用使用价值。

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