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《基于msp430和nrf2401的wsn节点设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2009年8月研究与开发第28卷第8期基于MSP430和NRF2401的WSN节点设计刘志平(河南理工大学电气学院焦作454000)摘要:本文主要介绍了无线传感器网络节点的分析和设计。系统选用了低功耗的MSP430系列单片机作为控制器,同时选用了低功耗的射频通信芯片NRF2401。软件部分设计了一种突发通信模式,利用NRF2401提供的ShockBurst通信模式进行数据通信。同时系统程序部分充分利用MSP430系列单片机提供的低功耗模式以降低系统的总功耗,此外本文就各模块芯片的通信协议以及对应的程序也进行了具体的分析。关键词:无线传感器网络节点;MSP430;
2、NRF2401中图分类号:TP393文献标识码:ADesignofwirelesssensornetworknodebasedonMSP430&NRF2401LiuZiping(SchoolofElectricalEngineering,HenanPolytechnicUniversity,JiaoZuo,China)Abstract:Themainpurposeofthispaperistointroducetheanalysisanddesignofanodeinwirelesssensornetwork.Thissystemiscomposedofthel
3、ow-powerMCUofMSP430&NRF2401usedforRFcommunication.ThesoftwareistheShockburstmodeofcommunicationprovidedbytheNRF2401,whichischosentocompletethecommunicationsinthesystem.Atthesametime,thesleepingmodesprovidedbytheMCUarefullyutilizedtoreducethesystempspowerconsumption.Inaddition,thecomm
4、unicationprotocolandtheprogramofthechipsarealsoanalyzed.Keywords:wirelesssenornetworknode;MSP430;NRF2401到汇聚节点,再由汇聚节点通过外部网络把数据传送到处0引言理中心进行集中处理。无线传感器网络WSN(wirelesssensornetwork)是一种自组织网络,它由大量低成本、资源有限的传感节点设备组成,节点间协同工作实现某一特定任务。由于无线传感网络所具有的易扩展、自组织、分布式结构和实时性的特点,无线传感网络的应用已经由军事领域扩展到其他许多领域,例如环
5、境监测、气候监测、目标追踪、工业自动化等方面,此外还为未来的远程医疗和空间探索提供了很大[1-2]的应用空间。无线传感器网络体系结构如图1所示,通常包括传感[3-4]器节点、汇聚节点(sinknode)、外部网络和用户界面。图1典型的无线传感器网络拓扑图大量传感器节点随机部署在感知区域(Sensorfield)内部或附近,能够通过自组织方式构成网络,传感器节点将采1系统硬件设计集到的数据沿着其他传感器节点逐跳进行传输,在传输过程中所采集的数据可能被多个节点处理,经过多跳路由后无线传感器网络终端节点的硬件一般包括数据处理作者简介:刘志平,研究生,助教,主要研究方向
6、为通信与信息系统。中国科技核心期刊)57)2009年8月研究与开发第28卷第8期单元、无线传输单元、传感采集单元和电源供应单元。如功能的ADC内核、转换存储逻辑、内部参考电平发生器、图2所示,传感采集单元可以根据应用背景选择相应的测多种时钟源、采样及转换时序电路。有8个外通道,4个量物理量的传感器,电源供应单元部分由于系统大部分处内通道,高达200kbps的采样速率,多种采样方式。两路于低功耗模式,可以采用7号电池解决。下面着重介绍数USART通信串口,可用于UART和SPI模式;片内有精据处理单元、无线传输单元。密硬件乘法器、两个16位定时器,6个并行口Pl~
7、P6,48条I/O口线,其具有64KB的闪存,用于存储采集数据。1.2无线传输单元[7]本系统采用2.4GHz无线单片收发芯片nRF2401,它具有体积小、功耗低,外设少的特点,非常适合于无线传输应用系统。图2无线传感器网络节点组成nRF2401可以由SPI接口与微处理器连接,通过这个1.1数据处理单元接口完成设置和收发数据工作。许多单片机都集成了[5-9]MSP430是具有超低功耗特点的16位单片机,本SPI控制器,例如MSP430,可以非常方便地通过软件设置方案选用MSP430F148,其功耗电流已经达到了LA级。最多40bit地址,只有收到本机地址时才会输
8、出数据(提供16位CPU
