基于LPC1100的溫度檢測網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)設計

摘要：基于NXP公司LPC1100系列處理器設計了一種溫度檢測網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)。介紹了網(wǎng)絡(luò )系統的整個(gè)設計方案和溫度檢測網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)的硬件設計，并給出功耗管理、溫度傳感器和ZigBee三個(gè)軟件模塊的具體軟件設計方法。
關(guān)鍵詞：LPC1100；功耗；溫度傳感器；LCD；CC2500；ZigBee

引言
Cortex-MO是32位ARM處理器中一款低功耗、小體積的處理器。它完美地融合了超低功耗、較高效率和低門(mén)數等優(yōu)勢，這些特性決定了它適合作為無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)的處理器。本文介紹一種基于LPC1114設計一個(gè)溫度檢測網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)的方案。

1 溫度檢測系統簡(jiǎn)介
一個(gè)溫度檢測無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )由若干個(gè)溫度檢測節點(diǎn)組成，各個(gè)溫度檢測節點(diǎn)之間使用無(wú)線(xiàn)傳感器通信。所有的溫度檢測節點(diǎn)使用ZigBee技術(shù)組成一個(gè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )。各個(gè)節點(diǎn)的功能包括采集溫度，并通過(guò)ZigBee網(wǎng)絡(luò )發(fā)送出去。本系統采用TI公司提供的精簡(jiǎn)版本的ZigBee協(xié)議中的Simp-liciTI協(xié)議來(lái)組建一個(gè)星型網(wǎng)絡(luò )。網(wǎng)絡(luò )由一個(gè)訪(fǎng)問(wèn)接入節點(diǎn)(AP)和若干個(gè)終端節點(diǎn)(ED)組成。其中，AP相當于全功能設備，負責建立整個(gè)網(wǎng)絡(luò )，并接收ED端采集的溫度信息。所有溫度檢測節點(diǎn)都使用電池設備供電。

2 溫度檢測節點(diǎn)的硬件設計
溫度檢測節點(diǎn)主要由LPC1100系列處理器(這里使用的是LPC1114)、溫度傳感器、ZigBee模塊、LCD顯示屏等組成，如圖1所示。溫度傳感器使用National Semiconductor公司的I2C接口的LM75，ZigBee模塊使用TI公司的SPI接口的CC2500芯片，LCD顯示屏使用LCD1602字符顯示屏幕。整個(gè)節點(diǎn)使用電池設備供電，考慮到功耗的因素，LCD屏采用插槽設計，不需要顯示的部分節點(diǎn)可以不連接LCD。除以上各主要部分外，還有一些可選的單元，例如UART串口、通用I／0接口的LED、按鍵、蜂鳴器BEEP等。

3 溫度檢測節點(diǎn)的軟件設計
溫度檢測節點(diǎn)的功能如下：
◆通過(guò)設置定時(shí)器來(lái)定期地檢測溫度，并在LCD上顯示當前的溫度值；
◆將檢測到的溫度值通過(guò)ZigBee模塊發(fā)送出去；
◆當溫度過(guò)高時(shí)，蜂鳴器長(cháng)鳴一定時(shí)間報警；
◆溫度檢測和發(fā)送之外時(shí)間，節點(diǎn)處于睡眠模式；
◆定時(shí)器每隔1 s將處理器喚醒一次，進(jìn)行溫度檢測和傳送。
根據這些功能，將整個(gè)溫度節點(diǎn)的軟件劃分為如下幾個(gè)模塊：功耗管理模塊、LCD模塊、溫度傳感器模塊、ZigBee模塊。
本節將重點(diǎn)介紹功耗管理模塊、溫度傳感器模塊和ZigBee模塊。
3．1 功耗管理模塊
LPC1100系列芯片的功耗管理有3種模式，即睡眠模式、深度睡眠模式、深度掉電模式。
3．1．1 3種模式的進(jìn)入和退出
3種模式的進(jìn)入和退出方式如表1所列。