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基于CC1110的无线传感器网络节点设计




关键词:

0引言

  WSN(无线传感器网络)是一种基于多跳的自组织网络,通过部署在监测区域的大量微型传感器节点,协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息,并发送给观察者。WSN技术在美国商业周刊和MIT技术评论的预测未来技术发展报告中,分别被列为21世纪最有影响的21项技术和改变世界的10大技术之一。WSN在军事、民用及工商业领域都具有广阔的应用前景。通过WSN,在军事领域,可将战场上获取的信息及时迅速地传回指挥部;在民用领域,可以应用在智能家居、环境监测、医疗保健灾害预测等;在工商业领域,应用于工业自动化及空间探索等。WSN是当今国内外通信领域的一大研究热点。

   在WSN中,传感器节点是网络中最基本的单元,是构成WSN的基础。传感器节点一般由传感器单元、处理器单元、无线通信单元及电源供应单元4部分组成。传感器节点采用电池供电,节点能量有限,而且它的数据处理能力、存储能力及节点间通信能力也有限,因此,传感器节点设计的好坏将直接影响网络的稳定性。本文根据上述特点要求,采用CC1110芯片设计WSN节点,设计结果较好地满足了特点要求。

1CC111O芯片简介

   CC1110芯片是美国TI公司的一款1 GHz以下频带的低功耗RF(射频)SoC(片上系统)解决方案。该芯片采用ChIPCon公司Smart RF 04技术,以0.18 μmCMOS工艺制成,只需极少外部元件就可以构成性能稳定且功耗极低的SoC。

   CC1110芯片的工作电压为2.0 V~3.6 V,具有丰富的外围接口。片内具有21个GPIO、2个USART接口和可编程看门狗计时器;拥有1个16位定时器、3个8位定时器以及随机数发生器;嵌入式128位AES安全协处理器和强大的DMA功能等。在RF性能上,具有高灵敏度(在1.2 kBaud的速率下为-110 dBm)和较高的接收灵敏度和阻塞功能;支持2-FSK、GFSK和MSK等调制方式,频率范围为300。MHz~348 MHz、391 MHz~464 MHz及782 MHz~928 MHz;支持数字RSSI/LQI;最大输出功率可以达到10 dBm,最大数据率可以达到500 kBaud。

   总之,CC1110具有高集成度与低功耗特性,在6 mm×6 mm的QLP封装中,集成了CC1101 RF收发器、增强型8051微控制器、8/16/32 kB Flash存储器及1/2/4 kB RAM等强大功能;拥有4种功耗管理模式,从低功耗状态切换到工作状态的过渡时间非常快。因此,适用于报警与安全、自动读表、工业监控以及楼宇自动化等领域,能够满足WSN对电池使用寿命、尺寸、成本以及产品开发时间的要求。

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