无线电频率无线传感器网络节点硬件结构 以Zigbee和核心51为基础..

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      引言

      近年来,由于2. 4GHz电信频率是免费和开放的,因此,无线电频率网络技术迅速发展。 4GHz电信频率是免费和开放的,基于这一频率的各种通信协议,例如Wi-Fi、蓝牙等,已经足够成熟和广泛应用。 Zigbee公司以IEE802.Fifteen公司为基础。 标准低容量局域网协议以2. 4GHz波段为基础,这是一个低成本、低容量、近距离无线网络通信技术,近年来广泛应用于无线电频率通信的各个领域,如区域定位、遥测数据传输、物体联网标记、车辆无线电设备等。 SOC公司(分离系统)以Zigbee公司为主的芯片产品系列为代表,也越来越成熟。 因此,设计具有成本效益、稳定和充分功能的局域网域域网路系统是一个重要组成部分。 以Zigbee和51.Be公司为主的网络频率传感器的网络节点,其设计设计方向是CFIBE 30系统设计中一个可满足CFE-BES公司设计成本设计系统的系统设计的系统。

      1系统总体框架

      该系统通常分为两个部分:控制与无线电频率模块和外围扩展电路。 图1描绘了系统结构的完整图。

      2 设计控制单元和无线电频率单元

      主电路是系统的核心,负责整个节点的总体移动和控制。 考虑到设备维护、系统集成等操作的便捷性,主控制电路除了能够处理数据之外,还能储存一定数量的数据。 这种设计使用基于Zigbee技术的RF芯片 CC2430作为核心。 该设备将MCU控制器和RF51内核的收发器结合起来,因此控制单元和无线电频率模块有一个整体设计模型。 同时,该胶片有一个FLASH存储器,便于数据储存。 装置小、稳定、速度快、可缩放和能够更好地满足设计需要。

      CC2430控制电路配置

      控制单位承担外围扩展和控制、A/D转换、数据传输等设计。 CC2430是一个高度一体化的SOC系统,其I/O规模很小,能够重新使用,因此要求I/O使用在设计上尽可能具有成本效益,并视需要加以扩大。 同时,设计应包括一个在线下载和调试功能,以支持工程应用的需要。

      I/O口配置

      CC2430有21个数字I/O报价,即P0、P1和P2均为8 I/O。 每个嘴部可配置为普通I/O或外部I/O。 除两个高容量出口品P1_0和P1_1外,其余部分用于出口。 如图2所示,本设计中的I/O元素以插件形式保留,以方便其在不同情况下的使用和扩展。

      2.1.2调试接口

      图3显示CC2430调试接口的地图,该接口通过调试接口2 和P2.1构成,导致P2,每个接口都用作调试时钟和向脚调试数据信号。

      2.2时钟与复位

      CC2430的晶化基于二级设计,第一阶段为32兆赫,第二阶段为32.768千赫。在CC2430全时运行模式(PM0)中,这两种晶体振动共同发挥作用:在PM1和PM2供电模式(省模式)中,只有32.768千赫晶体;在PM3模式中,两者均关闭。

      CC2430包含电气重新定位功能, 以及人工重置。 这只是时间问题 。

      第十弓和脚RESETN被拉低,以便完成重新定位。

      图4时钟电路

      无线电频率单元2.3CC2430

      图5描述了CC2430的无线电频率模块组件的设计,其中CC2430将所有P0_0至P2_2英尺作为接口,但分配给P2_3和P2_4的接口除外。

      RF投入输出基于有区别的高抗力RF_n和RF_P。

      该设计使用单极天线,应使用不平衡的变压器,以配合最佳通信性能。

      如图5所示,分离装置L321、L331、L341和C341是用于连接不同输出端和单极天线的不平衡的变压器。 由于天线从RF到脚的特殊距离,天线到RF到脚的反馈传输线是为了抵制匹配。 由于它是单极天线,匹配阻力为50。

      图5:非均衡的变压器 CC2430

      TXRX_SWitchch是一种模拟动力输出感应,在CC2430范围内为低噪声放大器(LNA)和功率放大器(PA)提供校准电压。 脚必须在芯片处于接收状态时通过外部DC线路与RF_n和RF_p连接;芯片处于接收状态时,当芯片处于发送状态时,TXRX_SWitch向PA提供优先电压,高水平的电压可在脚上监测。

      3外围扩展电路

      具有CC2430核心的无线传感器网络节点可用于相关外围电路的实际操作,即外部电路、显示和钥匙电路、连续端和USB通信电路。这些电路能够使无线电频率和主控模块的创建和调试。

      3.1外部电源电路

      这种设计中的电路大多是TPS 79533低压稳定器及其外围装置。 TPS 79533 输出3.3V电压,范围为2个输入电压。

      液晶显示器和键盘的电路(三.2)

      三.二.一液晶屏幕的电路

      液晶显示电路可使用128x64点阵列液晶显示器,同时使用74HC595d的弦/口转换芯片来保存主要控制芯片 I/O源。图7显示具体的电路。

      为了用必要的背光驱动液晶晶反光显示器,设计中还可以使用9015等适当的放大管。

      3.2.2键盘电路

      如图8所示,键盘包含六个按钮,即顶部、底部、左部、右侧、OK和出口,其中方向电路是电路,分数值输入CC2430 P0.Six calibers。 I/O部分具有A/D转换功能,键盘功能可以通过软件完成,从而节省了I/O资源。

      3.3通信电路

      通信线路负责接收和发送节点和PC计算机之间的数据,以便能够下载和调试数据,等等。设计以标准RS232电路为基础,控制芯片以广泛使用的SP3223E为基础,RXD1和TXD1弓和P0脚,CC2430.2与P0.3英尺直接相连。

      应当指出,实际上,膝上型计算机经常用于网上调试和下载节点,尽管膝上型计算机通常缺乏序列连接,需要外部USB-RS232开关,但实际上却经常用于网上调试和下载节点。提交人发现,市场可以选择使用PL2602和SP3223E等设备进行转换电路。虽然PL2602价格低廉,但它不能适应CC2430和SP3223E的高位比例。

      4硬件工艺特点

      由于无线传感器网络节点以CC2430为核心,以2.在4GHz高频环境中运行,EMI要求更高。 PCB,即无线传感器网络节点,也有相应的独特设计要求。

      由于无线电频率模块的运行频率高,根据工业技术公司业务的相关文件,在具体的多氯联苯设计中可以使用两层多氯联苯,如果打算尽量减少多氯联苯的大小,也可以使用四层多氯联苯的设计。

      双层多氯联苯设计的顶层用于将部件与信号连接起来,并防止铜铜在广阔的面积上交叉干扰。

      电源过滤器高,对接电容器应尽量靠近电源,尽可能靠近脚,并通过一个单独的洞与印刷电路板表面相连。

      为了防止干扰,芯片是地面制导的,尽可能靠近封装物,封装物只有一个洞。

      表面填充的元件必须加以利用,并打算涂上0603或0402的标签。 外部元件越小,越好。

      如果要在多氯联苯上使用高速外部数字连接装置,就必须避免使用RF电路。

      为了避免干扰,各系统应采用大规模地理战略,多氯联苯的底层可建为支线层。

      5结语

      本文件介绍了无线传感器网络的组成部分、以CC2430及其外围扩展电路为基础的无线传感器网络节点硬件设计和实施方案,以及硬件模块的设计方案和工作原理。 本文件提供了控制器和无线电频率模块电路和外围扩展电路的细节,包括外部电路、液晶显示器和键盘电路、通信电路,以及在为多氯联苯设计的这一设计中应当考虑的相关流程要素。

      以Zigbee和51为基础的无线电频传感器网络节点硬件结构

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