基于nRF24L01的无线图像传感器节点设计实现
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1.1.2 射频模块
射频模块是传感器节点的重要组成部分，它是节点各部分中能量消耗最主要的部分 。现在无线传感器网络中常用的是支持802.15.4通信协议的无线通信芯片。图像传感器节点要传输的是图像数据，数据量大，数据实时性高。这就要求射频模块采用的无线通信芯片功耗低、传输速度快。支持802.15.4通信协议的无线通信芯片传输速度较低，一般不超过250Kbps。本设计选用Noridc公司推出的高速、低功耗、低成本无线通信芯片nRF24L01。
nRF24L01工作在2.4-2.5GHz ISM频段，通过SPI总线进行工作模式设置，传输速度可达2Mbps 。它功耗低，在2Mbps速度下接收电流为12.3mA;在2Mbps速度下0dBm发送电流为11.3mA。本节点选用nRF24L01射频芯片，相比支持802.15.4通信协议的芯片而言，用nRF24L01传输图像数据功耗低，传输速度快。
1.1.3 CMOS图像传感器
数字图像传感器主要分为两大类：CCD图像传感器和CMOS图像传感器。相比CCD图像传感器来说，CMOS图像传感器功耗低、速度快、成本较低、体积小，但它获取的图像质量相对较差 。如果将降低能耗和提高数据传输速度作为节点优先的考虑，图像质量相对其次，则设计应选用CMOS图像传感器。
本设计选用OmniVision公司的OV7670图像传感器。OV7670是一款高性能、低功耗、30万像素的VGA CMOS图像传感器，功耗为60mW，输出图像最大分辨率为 。OV7670 通过SCCB总线进行寄存器初始化配置，来设置图像的输出格式等。它通过场时钟信号VSYNC、行时钟信号HREF以及像素时钟PCLK来控制图像数据输出。所以，本设计必须选用一种具有多中断源，中断可嵌套且中断响应时间短的微处理器，才能符合OV7670的数据输出特点。
1.1.4 微处理器
选择图像传感器节点的微处理器，主要需要考虑微处理器的功耗、中断源个数及特性和处理速度。本节点选用TI公司的MSP430F149为微处理器。它是一款16位超低功耗混合信号处理器，具有丰富的片内外设，采用16位RISC结构，中断源较多，可任意嵌套。而且，它还具有5种低功耗工作模式控制工程网版权所有，非常适合于进行低功耗设计。
1.1.5 SRAM存储器
图像数据量大，需外加存储模块以满足图像数据的存储要求。该节点采用电池供电，电压为3Vwww.cechina.cn，图像传感器为30万像素，数据输出为8位。因此，本节点采用TOSHIBA公司的TC55VCM208A芯片为存储器。它是一款8位512Kbyte的SRAM。
1.2 节点软件设计
尽可能降低能耗是节点软件设计的最主要原则。在本节点的软件设计中，对于各个模块的时序要进行优化设计CONTROL ENGINEERING China版权所有，不再用的电路模块，要尽快使其关闭或进入低功耗状态。本节点工作在星型结构无线传感器网络中时,按照图3、图4所示流程图进行软件设计。图3为节点软件总体流程图。在节点主程序中主要是完成系统的初始化以及网络初始化的一些工作，而应用程序主要是在中断程序中进行实现。图4为中断程序流程图，该中断程序用来采集和传输图像，并完成一些网络操作工作。在整个程序设计中，对于各个模块的工作时序进行了严格控制，系统大部分时间工作在低功耗模式CONTROL ENGINEERING China版权所有，其他各个模块在不用时也使其尽快进入低功耗工作模式，从而降低了整个系统的能耗。本文引用地址：https://www.eepw.com.cn/article/161984.htm
图3 节点软件总体流程图
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