一种低功耗无线传感器节点设计.pdf

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1、通信与信息处理自动化技术与应用》2016年第35卷第2期CommunicationandInformationProcessing一种低功耗无线传感器节点设计曹广华．王碉，宋鸿远(1．东北石油大学电气信息工程学院，黑龙江大庆163318；2．大庆油田电力集团供电公司，黑龙江大庆163000)摘要：本文分析了无线传感器网络节点低功耗特性，设计了一种基于$3C6410低功耗处理器和CC2530ZigBee芯片的传感器节点，给出了具体的硬件和软件设计方案。对处理器和射频芯片在硬件上进行低功耗控制，在软件上编程设置了寄存器控制低功耗模式，实现动态电源管理。实验结果表明：设计的节点能够达到预期的低

2、功耗性能。关键词：无线传感器网络；$3C6410lCC2530l低功耗中图分类号：TP212．9文献标识码：B文章编号：1003—724l(20l6)02—0067—05DesignofLow．PowerWirelessSensorNetworkNodeCAOGuang-hua，WANGYue，SONGHong-yuan(1．ElectricalandInformationSchool，NortheastPetroleumUniversity,Daqing163318China；2．PowerSupplyCompany,DaqingElectricialPowerGroup，Daqing

3、163000China)Abstract：Thispaperanalyzesthelowpowerpropertyofwirelesssensornetworknode，alowpowerwirelesssensornodebasedon$3C6410lowpowermicroprocessorandCC2530ZigBeechipisdesignedanditsspecifichardwareandsoftwareconstructionisproposed．TheprocessorandtheRFchiparelow—powercontrolledinhardwareandthere

4、gistercontrolledlow-powermodeissetinsoftwareprogramming，dynamicpowermanagementisachieved．ExperimentresultshowsthatthedesignedlowpowerpropertyCanbereached．Keywords：wirelesssensornetwork；$3C6410；CC2530；low—power1引言耗仍然较大。节点的低功耗设计和控制方法可以延长无线传感器网络(WirelessSensorNetworks：节点和网络的寿命，许多研究者在延长节点低功耗方WSN)是一种在

5、其覆盖区域内布置了大量的传感器，通面进行人了深入研究[2-6]o本文提出了一种使用低功耗过无线通信的方式进行数据传输的网络。WSN在国防，微处理器和新型低功耗ZigBee芯片结合的方法对做了环境监测、医疗卫生和交通管理等方面得到了广泛应无线传感器网络节点设计方案和能量管理策略，实现用⋯。通常情况下，WSN工作环境复杂，大多数节点节点的低功耗工作。采用电池供电，供电要求苛刻，这样，对网络的功耗无线传感器网络节点设计方案基本结构由处理器模提出了特殊要求，设计低功耗的传感器网络就显得尤块、传感器模块、无线射频模块和能量供应模块4部分为重要。随着理论和技术的进步，近年来无线传感器组成，如图1所示

6、。节点设计方案时，基本结构中的网络在功能和性能方面有了很大提升，如Intel公司的模块可根据网络应用场合进行选择。节点设计方法包括：M0te2节点处理器的处理能力很强，并配备了协处理处理器和射频芯片结构、SOC系统和处理器+协处理器来管理系统能耗，处理能力非常强，但节点的总功器结构。在处理器和射频芯片结构中，处理器和射频芯片可灵活选择，sOC系统是将处理器和射频芯片整合到一个芯片上，提高了系统的性能和降低了成本。在处理器+协处理器结构中，处理器运行应用程序，进行数收稿日期：21)15-02-28自动化技术与应用2016年第35卷第2期通信与信息处理CommunicationandInfo

7、rmationProcessingl能量供应模块VVTI一一一l传I处理器网收I感■AD压)A一‘'r络MAC◆发I器III存储器层器IlII_传感器模块处理器模块无线通信模块图1无线传感器网络节点体系结构据处理，协处理器运行协议栈和与传感器的通信。考虑到节点的应用环境，在大多情况下，节点都是2硬件设计安置在固定位置上，而且处理的信息量比较小，有一类2．1处理器模块节点是动态不固定的情况，如进行环境监测的机器人本作为移动节点的机器人