無(wú)線(xiàn)傳感器的網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)之硬件設計

1 系統概述

　　本文設計了一種WSN硬件平臺，由若干具有無(wú)線(xiàn)接收功能的傳感器節點(diǎn)，以及一臺PC機組成。

　　根據無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的應用需求以及功能要求，節點(diǎn)的設計主要包括下面幾個(gè)基本部分：傳感器單元、處理器單元、A/D單元、射頻單元、供電單元以及擴展接口單元。節點(diǎn)的硬件體系結構框架如圖1所示。

圖1

　　傳感器單元負責對所關(guān)心的物理量進(jìn)行測量并采集數據，提供給處理器單元進(jìn)行處理；處理器單元負責數據處理及控制整個(gè)節點(diǎn)的正常工作；射頻天線(xiàn)單元負責與其他節點(diǎn)進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信，交換控制信息和相關(guān)數據；供電單元負責為節點(diǎn)提供運行所需的能量；擴展接口可以實(shí)現節點(diǎn)平臺的功能拓展，以適應不同的應用需求。

　　2 節點(diǎn)核心模塊設計

　　2.1 電源模塊設計

　　電源是設計中的關(guān)鍵部分，電源穩定工作是整個(gè)節點(diǎn)正常工作的保證，設計合理的電源電路至關(guān)重要。節點(diǎn)包含模擬器件和數字器件，模擬器件的抗干擾能力較差，且數字器件常常為模擬器件的噪聲源，故為了提高電路的抗干擾能力，模擬器件接模擬地并采用數字地與模擬地單點(diǎn)共地。電源可選用電池或干電池，電源芯片可選用XC6209、XC6221系列的LDO電源芯片，分別提供3.3V和1.8V的數字與模擬電壓，電路如圖2所示。

圖2

　　2.2 傳感器模塊設計

　　2.2.1 溫度傳感器設計

　　本設計采用LM75DM-33R2串行可編程溫度傳感器，這種傳感器在環(huán)境溫度超出用戶(hù)變成設置時(shí)通知主控制器。滯后也是可以編程解決。它采用2線(xiàn)總線(xiàn)方式，允許讀入當前溫度，并可配置器件。它是數字型溫度傳感器，直接從寄存器讀出溫度參數，并可實(shí)現編程設置INT/CMPTR輸出極性。

　　圖3是其功能圖，由于設計中只是簡(jiǎn)單的監測環(huán)境的溫度，故只需一片LM75，所以地址線(xiàn)A0、A1、A2置地，INT/CMPTR懸空，設計的接口電路如圖4所示。

圖3 功能圖

圖4