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低功耗射频无线数据采集节点电路

2022-05-16 08:34分类:电路图 阅读:

 

  伴随着集成电路芯片、无线通讯技术应用和嵌入式系统的发展趋势,无线通讯互联网也应时而生,无线网络传感器互联网具备功耗低、成本低、分布式系统和生态系统理论的特性。传统式的wifi频射通讯控制模块容积大,必须操纵集成ic来操纵频射控制模块,这就提升了设计方案的成本费,并且可移动化不太好。

  半导体技术的不断发展使CPU集成ic能够被集变成容积较小的一块,而价钱显得更划算,专用型的wifi网络集成ic和技术性也获得发展趋势。原文中选用了TI公司的CC430F5137设计方案并建立了一种运用于wifi网络中的连接点控制模块。CC430F5137是一款內部集成化了频射核的集成ic,它自带了CC1101频射核,应用单珠集成ic就可以进行数据的采集、解决、推送与接受,使线路板的大小能够显得更小、更划算。为了更好地完成节点的功耗设计方案,文中选用了频射控制模块的无线网络唤起(WOR)作用。与此同时,运用频射核的空余无线信道评定(CCA)作用改善了频射推送的优化算法,提升 了多节点向无线放大器控制模块传送数据时的精确性。

  总体方案设计计划方案

  传感器网络互联网是由布署在监控范围内很多的便宜微型传感器结点构成的互联网。它是由很多的静止不动或运动的感应器以生态系统理论和多跳的形式组成的wifi网络,以合作的方法认知、收集、解决和传送无线网络覆盖地理区域内被认知目标的信息内容,并从而把这种消息发给互联网使用者。传感器网络互联网关键完成了数据的采集、解决和传送三种作用。

  感应器节点一般遭受环境的危害,功能损耗难题是要首要考虑到的。充分考虑功耗低需求的设计方案,连接点机器设备的主控芯片MCU挑选 CC430F5137,运用它自带的频射通讯模快开展频射通讯。因为其功耗低的优点可选用蓄电池供电系统。手机软件一部分运用CC1101的无线网络唤起作用,能史好地减少系統功能损耗。

  传感器网络互联网中能够建空好几个连接点机器设备,而各个连接点机器设备的地点务必唯一。文中制定的连接点机器设备选用拨码开关来设定每一个连接点机器设备的详细地址,保证 各个连接点都是有一个唯一的详细地址。根据SPI接口或I2C总线连接感应器元器件,能够灵敏地连接不一样型号规格的感应器元器件,以做到检测不一样标量的规定。连接点的体系结构如图所示1所显示。

  

  连接点硬件开发

  连接点电源电路总体方案设计

  CC430F5137的供电系统工作电压标准为1.8~3.6 V,选水平用二节7号电池来给予3 V的交流电压。相互配合手机软件的设定能够最高程度上地降低功耗。系统软件的核心部位是频射推送运用一个频射的无线天线控制模块,能够确保频射通讯的可靠性,此无线模块由集成ic的 RF_N和RF_P2个脚位连接。此外依据频射推送的必须 ,连接一个26 MHz晶振电路。

  CC430F5137的P1.5、P1.6、P1.7脚位还可以用以串口通讯和SPI通讯,应用这三个脚位做为串口调试,此外P1.1、P1.2、P1.3脚位还可以用以SPI和I2C总线通讯,这三个插口用于预埋联接感应器的集成ic。系统软件的主原理图如图2所显示。

  

  详细地址设置电源电路

  为了更好地使每一个结点的详细地址唯一,选用8位的拨码开关SW开展详细地址设置。如图所示3所显示,能够由拨码开关来设置终端设备连接点的详细地址,能够设置25五个不一样的详细地址,每一个终端设备连接点做为从机器设备向无线中继连接点传送数据,随后由无线中继连接点发送至用以网络安全管理的主控芯片MCU,进行传感器网络数据网络的传输。

  

  文中运用TI公司的CC430F5137集成ic,选用频射通讯技术设计方案的无线网络数据收集连接点,这类设计方案能够极大地减少体系的容积。本系统软件能够收集各式各样的数据信号,能将收集到的网络信息安全平稳地输送到正中间数据收集点。设计方案中载波通信监视作用和无线信道空余评定作用改善的频射推送涵数,能够合理地提升好几个连接点与此同时传输数据时的抗干扰能力。

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