低功耗WSN节点及其接口协议的设计

发布时间：2019-11-14 15:12

【摘要】：提出了一种基于MSP430和CC2530的低功耗无线传感器网络节点的设计方法。从硬件和软件两个方面阐述了这种设计方法及其具体实现,通过实验完成了对节点消耗电流的测量和分析。应用结果表明,采用这种方法设计的节点能够在低功耗的条件下稳定可靠地工作。
【图文】：

加热器等功能集成到一个芯片上，具有集成度高、接口简单、功耗低、测量精度高和封装尺寸小等优点。２．２设计原理硬件部分主要包括数据采集模块、数据处理模块、无线收发模块和电源模块及其调试接口和扩展接口等部分组成。数据采集部分由ＭＳＰ４３０Ｆ１４９和温湿度传感器ＳＨＴ１１及必要外围电路组成，同时预留多路通用输入输出接口的方便扩展，无线收发部分则由ＣＣ２５３０及外围电路组成。其中ＭＳＰ４３０Ｆ１４９作为主控处理器，ＣＣ２５３０作为协作处理器和无线收发器使用，其整体架构如图１所示。图１整体结构主处理器ＭＳＰ４３０Ｆ１４９和ＣＣ２５３０通过ＳＰＩ接口实现相互之间的数据通信，ＭＳＰ４３０Ｆ１４９另外４个ＧＰＩＯ分别和ＣＣ２５３０的４个管脚相连，可以实现ＣＣ２５３０复位、能量管理和控制ＳＰＩ读写数据等操作。它们之间的连接如图２所示，ＳＰＩ由ＳＴＥ、ＳＩＭＯ、ＳＯＭＩ、ＵＣＬＫ４个引脚组成，主处理器ＭＳＰ４３０Ｆ１４９可通过ＳＰＩ接口直接访问ＣＣ２５３０内部的寄存器和存储器，在两者相互通信时ＣＣ２５３０作为ＳＰＩ接口的从设备，接收来自主处理器的时钟信号和片选信号，并在主处理器的控制下执行读写操作。ＭＳＰ４３０Ｆ１４９连接到ＣＣ２５３０的两根控制信号线ＳＲＤＹ和ＭＲＤＹ可以查询ＳＰＩ的读写状态，实现中断控制等操作，ＣＦＧ０接口可用来监测ＣＣ２５３０的外部低频时钟的运行状态［６］。图２ＳＰＩ接口电路２．３接口帧命令格式ＭＳＰ４３０Ｆ１４９通过应用层接口命令帧实现对ＣＣ２５３０及运行在它上

ＳＯＭＩ、ＵＣＬＫ４个引脚组成，主处理器ＭＳＰ４３０Ｆ１４９可通过ＳＰＩ接口直接访问ＣＣ２５３０内部的寄存器和存储器，在两者相互通信时ＣＣ２５３０作为ＳＰＩ接口的从设备，接收来自主处理器的时钟信号和片选信号，并在主处理器的控制下执行读写操作。ＭＳＰ４３０Ｆ１４９连接到ＣＣ２５３０的两根控制信号线ＳＲＤＹ和ＭＲＤＹ可以查询ＳＰＩ的读写状态，实现中断控制等操作，ＣＦＧ０接口可用来监测ＣＣ２５３０的外部低频时钟的运行状态［６］。图２ＳＰＩ接口电路２．３接口帧命令格式ＭＳＰ４３０Ｆ１４９通过应用层接口命令帧实现对ＣＣ２５３０及运行在它上面的ＺｉｇＢｅｅＰＲＯ协议栈的控制和配置操作，其帧格式如图３所示，这种帧格式由３部分组成，头部定义了帧长度，，用一个字节表示，接下来是２个字节的帧命令类型，最后定义了帧中可以传送的０－２５５个可变长度的字节，它将根据前面２个字节的帧命令类型来确定要传送字节的个数和长度。Ｂｙｔｅｓ：１２０－２５０ＬｅｎｇｔｈＣｏｍｍａｎｄＤａｔａ图３接口帧格式命令字段有两个字节，包括两种命令Ｃｍｄ０和Ｃｍｄ１，其命令格式如图４、图５所示。Ｃｍｄ０Ｂｉｔｓ：７－５４－０ＴｙｐｅＳｕｂｓｙｓｔｅｍ图４Ｃｍｄ０命令格式Ｃｍｄ１７－０ＩＤ图５Ｃｍｄ１命令格式Ｃｍｄ０命令类型有以下几种：（１）ＰＯＬＬ数据轮询命令，作用是检索排队的数据。（２）ＳＲＥＱ同步请求命令，用ＳＲＥＱ命令时，如果有事件发生或者函数调用将要求其返回一个函数值。（３）ＡＲＥＱ异

【参考文献】

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【共引文献】

相关期刊论文 前10条

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6 冯勇平;张

本文编号：2560877