基于CC1110的无线传感器网络节点设计

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。