危险品仓库的复合无线传感器节点设计
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1．2．2 温湿度传感器
本课题选用瑞士Sensirion生产的SHT75温湿度传感器，这是一款数字式传感器，具有体积小、功耗低的特点。该传感器包括一个电容式聚合体测湿元件和一个能隙式测温元件，并与一个14位的A／D转换器以及串行接口电路在同一芯片上实现无缝连接。该芯片通过两线制的串行接口与微处理器通信。SHT75芯片和微处理器的连接电路如图3所示。本文引用地址：https://www.eepw.com.cn/article/162265.htm
1．2．3 CO2传感器
本课题选用Telaire公司的6004型CO2传感器，该传感器具有以下特点：功耗低、寿命长、测量范围广、精度高、响应时间快、数字量输出。输出的数字量通过TXD、RXD接口连接到微处理器的MOSI、MISO接口。6004和微处理器的连接电路如图4所示。
将以上单元电路组合，即完成了复合传感器的硬件设计。更多的传感器可以根据类似的方法进行添加，本文不再阐述。
1．3 微处理器及无线收发单元设计
本课题选用TI公司的CC2430芯片来控制整个复合传感器节点的工作和数据传输。CC2430芯片保持了CC2420所包括的卓越射频性能，包括超低功耗、高灵敏度、出众的抗噪声及抗干扰能力。它所包含的MCU为增强型单周期8051微控制核，另外还包括了许多强大的外设资源，如DMA、定时器／计数器、8～14位ADC、USART、21个可编程I／O引脚等。它的时钟源可以选取外部晶振或内部RC振荡器。本课题采用两个外部晶振，工作时钟选用7．372 8 MHz晶振；实时时钟选用32．768 kHz晶振。
CC2430无线收发模块核心部分是CC2420射频收发器，该射频收发器符合2．4 GHz IEEE 802．15．4标准，拥有104 dB链路预算，-101 dB的接收灵敏度和3 dB的传输功率，片内发送数据和接收数据的缓冲为128字节，正好满足IEEE 802．15．4协议规定的最大帧长度127字节的要求，发送时需要加2字节的CRC16校验码。
微处理器及无线收发单元硬件原理图如图5所示。本课题对于模拟部分设计，为了降低其他部分的干扰，提高RF性能，需要采取抗干扰措施。例如，模拟电源输入端增加磁珠或电感；滤波用的电容要尽量靠近芯片。
另外，要注意阻抗匹配，CC2420射频输入／输出匹配电路主要用来匹配芯片的输入／输出阻抗，使其输入输出阻抗为50 Ω，同时为芯片内部的PA及LNA提供直流偏置。
1．4 电源单元设计
电路采用电池供电方式，电源电路如图6所示。其中的低压差线性调压器(LDO)选用LM1117芯片，该芯片可提供4个固定电压输出(1．8 V、2．5 V、2．85 V、3．3 V)，具有电流限制和热保护功能。电池提供的5～9 V电压经过LDO降压后电压稳定输出3．3 V供应给整个系统使用，D1用来指示电源供电情况。
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