基于CC2520的无线传感器网络节点设计
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摘要
无线传感网络广泛应用于军事侦察、环境监测、目标定位等领域。一般来说,无线传感网络节点的设计要求具有功耗低、成本低、寿命长等特点。ZigBee无线网络结构简单、设计成本低廉，功耗低，并拥有简单而灵活的通信网络协议，应用非常广泛。采用集射频与微控制器于一体的片上系统CC2430作为ZigBee无线网络节点的核心器件，提出带功率放大器的ZigBee无线网络节点的系统设计方案，并给出该系统电路原理图。硬件测试结果表明，节点硬件接收灵敏度高，通信距离也较理想。
目前GSM和3G等无线移动通信技术以及蓝牙、WiFi、Ad-hoc等无线局域网技术应用日益广泛，但其设备系统复杂，功耗较大、成本很高，不适合应用在一些低数据速率和通信范围较小的场合，如传感器网络、家庭自动化以及玩具等领域。ZigBee网络在通信过程中只需一个网络协调者，用以建立网络并管理和协调整个网络的数据传输，而无需成本高昂、体积庞大的基站。该网络协调者既是网络中的主节点，又可作为网络与其他有线或无线网络互连的网关节点。ZigBee是一种低复杂度、低功耗和低成本的低速率无线连接技术，基于ZigBee技术的无线系统的开发应用已成为研究热点。
提出一种基于射频芯片CC2520的无线传感器网络借点的软件设计方案，基于任务调度机制，采用功能模块化设计。简要介绍了无线传感器网络的系统结构和节点的硬件电路，重点对系统软件主流程以及数据采集、数据处理、数据传输和能源管理四个功能模块的软件设计做了详细介绍。
射频收发器CC2520应用Chipcon公司的Sman RF 03技术，采用0．18μm CMOS工艺，只需极少的外部元件，性能稳定且功耗极低，同时集成所有ZigBee技术优点，可快速应用到建筑自动化网络、住宅安防系统、工业控制网络、远程抄表以及PC外设等ZigBee产品中，也可以替代现有的控制网络技术(例如RS-422、RS-485)和有线监视方案。由于无线传感器网络在通信上消耗较大能量，选用功耗较小的PICl8F4620单片机为处理器，以及选用CC2520为通信器件，设计无线网络节点，因此，这里提出一种基于CC2520的ZigBee无线网络节点的设计方案。
关键词：CC2520，ZigBee，无线网络，节点，功率放大
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