32位高性能传感器网络硬件平台的设计与开发

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1、电子测量技术TechnologyForum技术论坛2012年第35卷第10期*32位高性能传感器网络硬件平台的设计与开发侍智融蒋磊张伟朱劲邱旻骏（同济大学电子与信息工程学院控制科学与工程系上海201804）摘要：灵活可扩展的高性能无线传感器网络硬件是支撑科学研究与工程实践必不可少的基础平台。以高性能低功耗的STM32微控制器和高灵敏度CC2520无线收发器为核心芯片，设计开发了基于Cortex内核的新一代32位传感器网络开源硬件平台OpenWSN节点，并提供了符合通用模块互联总线规范的外扩接口，

2、以方便与各种传感器和外扩功能板连接。在开源OpenWSN软件的支持下可快速构建传感网研究与应用平台。该设计遵循低功耗、高扩展、高可靠、低成本和微型化原则，实测表明具有良好的传输性能和低功耗特性，为进一步开展同步振动测量等高性能传感网应用奠定了良好基础。关键词：无线传感器网络；高性能传感网；开源硬件；通用模块互联总线；OpenWSN中图分类号：TP925文献标识码：AHighperformance32bitsensornetworkhardwareplatformdesignanddevelopi

3、ngShiZhirongJiangLeiZhangWeiZhuJinQiuMinjun（DepartmentofControlScienceandEngineering,SchoolofElectronicsandInformationEngineering,TongjiUniversity,Shanghai201804）Abstract：Highperformancewirelesssensornetworkhardwareisessentialtoscientificresearchande

4、ngineeringpractice.Anewgenerationwirelesssensornodedesignisproposedandimplementedinthispapertargetingathighperformanceapplicationssuchasdistributedvibrationmeasurements.Itadoptsthehigh-performanceandlow-powerCortex-M3basedSTM32microcontrollerandthehi

5、gh-sensitivitywirelesstransceiverCC2520.Inordertoconnectvariouspotentialmeasurementmodules,alightweightmodulelevelinterconnectbuscalledMXBisalsoproposedtoextendthecoremodulefunctionalities.WiththesupportoftheopensourceOpenWSNsoftware,asensornetworkap

6、plicationcanbeeasilyestablishedbasedonthishardware.Thewholedesignfollowstheprincipleoflowenergyconsumption,scalability,andlowcost.Thetestsshowthatthenodeexhibitgoodtransmissionperformanceandwillbegoodplatformforhighperformancesensornetworkapplication

7、s.Keywords：wirelesssensornetwork;highperformancesensornetwork;open-sourcehardware;MXB;OpenWSN*基金项目：国家自然科学基金资助项目（61004100）13TechnologyForum电子测量技术技术论坛2012年第35卷第10期0引言了32位微处理器JN513X，具为软件功耗管理提供支持，同时无线传感器网络技术融合了有性能和开发方便的优势，但是其本身也要遵循低功耗原则，传感器、嵌入式计算、低功耗设传统的

8、32位技术在动态和静态最大限度降低动态功耗和静态功计、近距离无线通信和自组织网低功耗特性上均无法与设计良好耗，以充分利用有限的电池电能。络、分布式信息处理等技术，通的8/16位MCU芯片抗衡，这使2）高可靠：由于无线传感过大量微型无线传感器的协作以得32位芯片在传感器网络领域器的应用中分布一般较广，维护实现智能感知并推动物理世界、并没有获得广泛使用。但32位成本相对较高，因此在硬件设计计算世界以及人类社会三元世界芯片的低功耗技术进步很快，以时就要求具有设计具有较高的鲁的连通，它是整个世界走向自动