基于CC2531的无线传感器网络节点硬件设计
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3 采集节点硬件设计
节点系统结构框图如图2所示。整个采集节点可以划分为电源模块、处理模块、无线通信模块、数据采集模块4个组成部分，各部分协
同工作。电源模块负责电压调理，为其他模块提供所需要的电压；处理模块负责处理节点数据和命令；无线通信模块负责各节点之间数据、命令的传输；数据采集模块完成数据采集与信号调理。
3．1 电源模块
无线传感器网络多用于人们不方便或者不经常到达的地方，因此电源的选择尤为重要。电源模块控制着整个节点的能量分配，在整个无线传感器网络节点的设计中具有极其重要的意义。目前，比较容易实现的无线传感器网络节点供电方式是电池供电，根据不同场合和条件也可以选择不同种类电池。锂电池的放电曲线平滑，可以保证无线传感器网络在平常使用时具有更好的线性特性，因此可以作为系统能量来源的一种选择。但是，锂电池额定容量较小，而且需要升压处理，限制了节点的生存期。为了维持更长的工作时间和节省成本，本设计采用5节7号镍氢电池供电。除此之外，软件上通过合理设置节点的发射、接收以及待机状态，也可以有效地延长节点的工作时间。新的能源解决方法也是无线传感器网络需要研究的重要课题，太阳能或者风力充电就是目前的研究热点。
数据采集模块需要外部提供5 V直流电压，处理模块及无线通信模块需要3．3 V直流电压，因而采用了Sipex公司的低压差电源芯片SPX-2815和SP6201EM-3．3 V将输入的电池电压转换为5 V和3．3V。经过电压转换后将电源继续划分为数字部分与模拟部分供各芯片、模块使用，保证模拟电源、数字电源之间不互相干扰。CC2531具有8路A／D接口，使用TI公司的基准电压二极管LM4040为CC2531的8路A／D接口提供2．5 V的参考电压，同时为传感器信号调理电路提供2．5 V电压。LM4040的输出电压稳定性好、精度高，输出电压精度为O．5％，其接口电路如图3所示。
3．2 处理模块
处理模块是采集节点的核心部分，主要由CC2531及其外围电路构成，完成对采集数据的处理、存储以及收发工作。CC2531的接口电路如图4所示。 CC2531具有21个I／O口(其中8路P0口具有A／D功能)，它们分别与传感器接口、SPI存储器及在线仿真器连接。图中P0_7接收LM4040 提供的2．5 V基准电压；系统时钟由32 MHz晶振提供；系统休眠所用时钟由32．768 kHz无源晶振提供；复位按键与RESET连接，可实现硬件复位，初始化系统。
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