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基于MSP430与CC2420的无线传感器网络的硬件节点设计

2019-07-31 16:11发布

站内问答 / TI MCU
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传感器节点是组成无线传感器网络的基本单位，是构成无线传感器网络的基础。本文依据传感器节点功耗低、成本低、体积小等硬件限制条件，设计了一种基于射频芯片CC2420和单片机MSP430的无线传感器网络的硬件节点。
　　硬件节点设计
　　在进行无线传感节点设计时,应考虑其具有的如下特点:微型化, 应用中的传感器节点要高度集成，保证不会对目标系统的特性造成影响，受外形尺寸限制，模块必须能够集成更多部件；低功耗,网络往往部署在无人值守的地方，节点使用电池供电，不能频繁更换电池，因此，如何节省电能是应用的首要问题；运行速度，网络对节点的实时性要求很高，要求处理器的实时处理能力要强；扩展接口,多功能的传感器产品是发展的趋势，而在前期设计中，不可能把所有的功能包括进来，这就要求系统有很强的可扩展性；可靠性, 传感器网络可以分布在很广的地域,因此，维护十分困难，传感器网络的软、硬件必须具有高鲁棒性和容错性；尽可能低的成本。
　　综合以上考虑,本文设计的传感器节点框图如图1所示。

图1 系统硬件结构框图
　　传感器节点由数据采集、数据处理、数据传输和电源等模块组成，本方案采用了以MSP430为核心的控制模块。MSP430在低功耗方面表现出 {MOD}，并且在恶劣条件下工作性能稳定。以CC2420为无线收发模块，MSP430与CC2420通过SPI方式通信，MSP430采用主模式，CC2420采用从模式。节点的传感器模块与主板分离，模块化的设计提高了节点在不同应用中的灵活性。由于本节点为电池供电，要求传感器体积小、功耗低、外围电路简单，最好采用不需要复杂信号调理电路的数字传感器。
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12条回答
1988020566
2019-07-31 21:35
CC2420与MSP430的硬件接口电路

　　CC2420与处理器的连接非常方便。它使用SFD、 FIFO、 FIFOP、和CCA 4个引脚表示收发数据的状态;而处理器通过SPI接口与CC2420交换数据、发送命令等。

　　CC2420收到物理帧的SFD字段后，会在SFD引脚输出高电平，直到接收完该帧。如果启动了地址辨识，在地址辩识失败后，SFD引脚立即转为输出低电平。FIFO和FIFOP引脚表示接收FIFO的缓存区状态。如果接收FIFO缓存区有数据，FIFO引脚输出高电平;如果接收FIFO缓存区为空，FIFO引脚输出低电平。当FIFOP引脚在接收FIFO缓存区的数据超过某个临界值时，或者在CC2420接收到一个完整的帧以后输出高电平。临界值可以通过CC2420的寄存器设置。

　　CCA引脚在信道有信号时输出高电平，它只在接收状态下有效。在CC2420进入接收状态至少8个符号(symbol)周期后，才会在CCA引脚上输出有效的信道状态信息。

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