无线传感器的网络节点之硬件设计

　　CC2431的设计结合了8 KB 的RAM 及强大的外围模块，并有3 种不同的版本。它们根据不同的闪存空间32 KB、64 KB 和128 KB 来优化复杂度与成本。CC2431 的尺寸只有7 mm×7 mm 的48 脚封装，采用具有内嵌闪存的0.18 μm CMOS 标准技术。针对协议栈、网络和应用软件执行时对MCU 处理能力的要求，CC2431 包含一个增强型工业标准的8 位8051 微控制器内核，运行时钟为32 MHz。CC2431 还包含一个DMA 控制器，可以减少8051 微控制器内核对数据的传送操作，因此提高了芯片整体的性能。在CC2431 8 KB 静态RAM 中的4 KB 是超低功耗SRAM。32 KB、64 KB 或128 KB 的片内Flash 块提供在线可编程非易失性存储器。CC2431 集成了4个振荡器用于系统时钟和定时操作，以及用于用户自定义应用的外设，具有4 个定时器。此外，还集成了实时时钟、上电复位、8 通道8～14 位ADC 等其他外设，并带有定位跟踪引擎。

　　图11为CC2431的典型接线图，他的外围电路很少，只需设计晶振电路和天线电路即可。

图11

　　2.3.3 串口通信模块

　　为了方便监测网络中数据传输的正常，需要串口来连接计算几，读取节点内部的数据。连接串口到CC2431，必须加max232进行电平转换。设计中因为是sink节点故只需一路输入输出，用P1-6连接T2IN，P1-7连接R2OUT。VDD需要接电源并用C1，C2接地。如图12

图12

　　2.3.4 仿真器接口设计

　　JTAG口设计必须符合电路引脚要求，否则无法连接。JTAG口设计方便烧写和调试程序，接口电路如图13所示，可根据后续需要改进。

图13

图14

　　晶振电路设计：采用两个石英谐振器和4个电容分别构成1个32MHZ的晶振电路和一个32.768的晶振电路，如图15所示，R221 R261为偏置电阻，其中R221为32MHZ晶振设置精密偏置电流。

图15

　　3 小结

　　本文根据无线传感器的设计要求，结合系统的实际，设计出了一款无线传感器节点的硬件设计方案。选用CC2431处理器作为系统的微处理器，并且配以温度、湿度以及烟雾传感器，选用ZigBee协议作为wsn的传输协议，实现了一种低功耗的无线传感器网络节点硬件平台，为系统的应用提供了必要的基础。