CC2420和MMA7260的无线传感器数据采集系统

3 数据采集系统硬件设计
无线传感器网络是集数据采集、处理及通信功能于一体的分布式自组织网络。传感器节点负责采集、处理、压缩数据，并将数据包发送出去。它一般由数据采集单元、数据处理和控制单元、无线通信单元、供电单元和其他附属单元等组成。其结构框图如图2所示。为了实现网络的硬件基础架构，将硬件设计分为两大部分：无线通信模块和传感器模块。无线通信模块作为节点间的数据传输接口，主要包括HFZ-CC2-420EM-22模块与微处理器ATmegal6的接口以及ATmegal6的外围电路；而传感器模块主要包括传感器MMA7260的外围电路以及与ATmegal6的A／D转换端口的连接。

无线通信模块的电路原理如图3所示。该电路主要由HFZ-CC2420EM-22和ATmegal6组成，具体包括JTAG接口电路、电源及其滤波电路、复位电路、HFZ-CC2420EM-22与ATmegal6的连接电路、芯片晶振电路和通信指示电路等几部分。无线传感器网络节点主要包括ATmegal6、CC2420和MMA7260三块芯片，综合考虑三者的工作电压，可以采用2节1．5 V的电池供电，并增设电源滤波电容。由于采用统一供电，HFZ-CC2420EM-22与ATmegal6可以直接相连，简化了连接电路。JTAG接口电路用于对ATmegal6的编程，而PA7端口通过一个限流电阻与发光二极管相连，作为入网指示电路，无线网络通信时指示灯亮。

传感器模块主要包括MMA7260的外围电路以及MMA7260与ATmegal6的A／D转换端口的连接电路及其滤波等，其电路原理如图4所示。由于MMA7260有1．5g／2g／4g／6g几个量程选择，可通过设置GS1、GS2端口的电平来选择不同的量程。为了提高分辨率把GS1、GS2端口都与低电平相连，也就是选择1．5g的量程，其分辨率为800 mV／g。由于采用电池供电，为了节省电量，通过ATmegal6的PA5端口来控制MMA7260是否休眠。当在Sleep引脚上输入一个低电平信号时，三轴传感器处于休眠模式。这时的电流只有3μA，传感器停止数据采集，而当Sleep置高电平时便恢复工作。