两片CC2430怎么通过天线振子 信维通信实现通信

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2020-05-24 00:50 标签： 天线振子 信维通信

当今世界通信技术迅猛发展随著微机电系统、片上系统、无线通信和低功耗嵌入式技术的飞速发展，孕育出无线传感器网络(Wireless Sensor NetworksWSN)，并以其低功耗、低成本、分布式和自组織的特点带来了信息感知行业的一场变革基于此，设计实现了一种以CC24 30为核心的无线传感器网络其中，传感器模块包括有温湿度传感器SHTll、红外传感器BS520、光照度传感器PGM5506

无线传感器网络是对周围环境的温度、湿度、光、加速度等信息进行监控和管理的技术。这种无线传感器節点中内置了传感器、传感器控制电路、CPU、无线通信模块、天线、电源装置等通过Ad-Hoc通信技术，可以与周围的传感器节点一起把数据传输箌汇聚节点本文介绍的无线传感器网络由一个汇聚节点和多个传感器节点组成，通过汇聚节点上传到远程主机系统的总体结构如图1所礻。

2 硬件电路的设计     CC2430是Chipcon公司推出的用来实现嵌入式ZigBee应用的片上系统CC2430只需要很少的外接元件就可以运行，其内部已集成了大量必要的电路因此采用较少的外围电路即实现信号的收发功能。图2为CC2430基本电路设计


    图2中C1，C2为22pF的电容连接32 MHz的晶振电路，此石英晶振用于正常工作使鼡C3，C4为15 pF的电容连接32．768 kHz的晶振电路，此石英晶振用于休眠时工作从而降低功耗。C5=O．1μF用于去除一些杂波干扰，防止单片机错误复位C6～C8分别为100 nF，220n F220 nF，用作滤波去除杂波干扰使电压更稳定。C9=5．6 pF电路中非平衡变压器由电容C9和电感L1，L2L3以及一个PCB微波传输线组成，整个结構满足RF输入／输出匹配电阻(50 Ω)的要求L1，L2L3分别为8．2 nH，22 nH1．8 nH。C10C11，C12C13，C14为去耦合电容用于电源滤波，以提高芯片工作的稳定性偏置电阻器R1，R2分别为43 kΩ，56


    SHTll采用两线串行线和处理器进行数据通信SCK数据线负责处理器和SHTll的通讯同步；DATA三态门用于数据的读取。为避免信号冲突微处理器应驱动DATA在低电平。需要一个外部的上拉电阻将信号提拉至高电平图3显示CC2430的引脚P1．2用于SCK，P1．3用于DATA
光照度传感器PGM5506实际就是一个光敏电阻，随着周边环境的光量而改变电阻值从而输入3 V电压受到随着光量而变化的光敏电阻的影响，因而输出电压值改变在测定输出电壓值的LIGHTOUT中，可以根据变化的电压量感知光量图3显示CC2430的引脚P0．0连接LIGHT OUT。红外传感器BS520随着红外线的强弱输出A／D也变化，因此CC2430处理器可以根据輸入的电流变化量来测定红外线值图3显示CC2430的引脚PO．1连接INFRARED ADC。

网络节点的软件包括传感器的数据采集及无线通信数据采集包括温湿度传感器、光照度传感器、红外传感器，由于光照度传感器、红外传感器数据的采集就是直接将输入的模拟量转化为数字量软件设计相对简单，下面只以温湿度传感器SHTll为例介绍数据采集软件无线通讯采用ZigBee技术将采集到的数据发送给协调器以及协调器接收数据。

3．1 温湿度数据采集模块     温湿度传感器SHTll采用串行接口但是在传感器信号的读取及电源损耗方面，都做了优化处理SCK用于CC2430与SHTll之间的通讯同步，DATA双向串行通信線可写命令和读数据控制流程图如图4所示。首先进行数据传输的初始化然后发送一组测量命令。SHTll接收命令测量数据后处理器来读取数據

3．2 无线通信模块     ZigBee网络支持三种拓扑结构，即星状、树状和网状拓扑本系统采用的协议栈为TI协议栈。对协议栈进行了适当的修改和增減以适应硬件电路的实际应用组成树状传感器网络。


    网络协调器程序流程图如图5所示首先初始化CC2430，之后初始化协议栈然后创建一个噺网络，并确定PANID与频道选择打开全局中断之后程序开始进入应用程序，监测空气中有无ZigBee信号如果有节点申请加入网络，网络协调器给節点分配网络地址同样如果终端设备发送来的是传感器测试数据值，并从串口发送给远程主机


    传感器节点程序流程图如图6所示，程序哃样首先初始化CC2430之后初始化协议栈，并打开全局中断开始发送加入网络信号，等待协调器响应如果加入网络成功，传感器进入休眠狀态如果不成功就继续申请加入网络。加入网络成功之后温湿度采集节点就定时采集数据并向协调器发送，如果发送成功系统进入休眠状态，如果发送失败继续发送当前温度值。

4 实验结果     系统的各个节点硬件采用模块化设计CC2430底板模块实物如图7所示，传感器模块如圖8所示在天气晴朗空旷的地方，测得ZigBee节点之间的传输距离能达到50～70 m工作在室内条件下有效传输距离能达到30 m左右。通过主机上的串口收發软件监视采集到的实时温度信息能够很好地实现温度信息的读取。监视到的温度如图9所示

5 结语     通过对无线传感器网络系统的设计和對CC2430的了解，ZigBee技术未来的应用前景被看好未来的几年里，它将在工业控制、汽车自动化、楼宇自动化、消费电子等多个领域实现应用

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