基于ZigBee的通用無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )硬件設計

　　阻抗匹配網(wǎng)絡(luò )

　　CC2430的射頻信號采用差分方式，其最佳差分負載阻抗是115+j180Ω，阻抗匹配電路需要根據這一數值進(jìn)行調整。本設計采用50歐姆單極子天線(xiàn)，由于CC2430的射頻端口是差分形式具有兩個(gè)端口，而天線(xiàn)是單端口，因此需要一個(gè)巴倫來(lái)完成兩端口到單端口間的轉換。巴倫電路由成本低廉的電感和電容構成，如圖4所示，包括電感L1、L2、L3和電容C1和兩段長(cháng)的傳輸線(xiàn)。

Sink節點(diǎn)的硬件設計

　　無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )內的信息與外部網(wǎng)絡(luò )或處理終端間的連接需要通過(guò)Sink節點(diǎn)來(lái)實(shí)現，Sink節點(diǎn)是無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )與有線(xiàn)設備連接中轉站，負責發(fā)送上層命令(如查詢(xún)、分配ID地址等)，接收下層節點(diǎn)請求和數據，具有數據融合、請求仲裁和路由選擇功能，是無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )中最重要的一部分。我們設計的Sink 節點(diǎn)帶有USB數據口和RS232數據口，兩種數據口可以通過(guò)開(kāi)關(guān)進(jìn)行切換，以方便Sink與外部網(wǎng)絡(luò )或處理終端間的連接。

　　圖5是我們設計的Sink節點(diǎn)的結構框圖，仍然采用Chipcon公司推出的高度整合的SoC芯片CC2430實(shí)現傳感器節點(diǎn)的數據傳輸和處理功能。TTL與RS232電平轉換單元選用MAX 3316芯片，該芯片在2.25～3.0V供電即可實(shí)現兩通道雙向電平轉換，可直接操作CC2430芯片串行數據線(xiàn)和控制線(xiàn)。CC2430的外圍電路設計與傳感器節點(diǎn)相同。

　　結語(yǔ)

　　基于ZigBee的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )具有低功耗、低成本、體積小的顯著(zhù)優(yōu)點(diǎn)，可在特殊環(huán)境下實(shí)現監測區域內信號的采集傳輸與處理。伴隨無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的成熟和新的能量解決方案的提出，無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的應用必將從軍事、環(huán)境監測、醫療保健、空間探索和災害預測普及到生活中的各個(gè)領(lǐng)域。