[實用新型]基于CC430和CC2500的無線認知傳感器節點

有效

• 申請號: 201420020111.4
• 申請日: 2014-01-09
• 公開（公告）號: CN204259163U
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 王永華;黃友樹;萬頻;歐陽升;張洽;楊健
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: H04W16/14
• 分類號: H04W16/14;H04W84/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型專利涉及了通信領域中基于認知無線電的研究和無線傳感器網絡節點的開發，設計了基于CC430和CC2500的無線認知傳感器節點。

背景技術

傳統的無線傳感器網絡面臨著可用頻譜資源有限、與共用ISM頻段的其他無線通信系統之間干擾的問題，在節點采集到數據后發送時，常會遇到頻譜被占用的情況，導致發射不能及時進行。

發明內容

本實用新型目的在于解決上述背景技術中的問題，設計了基于低功耗處理器CC430F5137單片機和CC2500的多射頻接口認知無線傳感器節點，將微處理器搭載射頻芯片的系統結合認知無線電技術應用到無線傳感器網絡中來，給無線傳感器節點發射射頻數據提供了一種自適應的信道選擇方法，提高了頻譜的利用率和數據的傳送速度，從而提高了整個無線傳感器網絡的整體性能。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是這樣的：無線認知傳感器節點包括一個處理器模塊、處理器內部的支持低于1G射頻芯片、與處理器模塊連接的支持2.4G的射頻芯片、液晶顯示屏、溫度傳感器和若干按鍵以及LED燈、以及向處理器模塊供電的電源模塊，溫度傳感器將感知的數據傳送給處理器處理后，處理器交給射頻芯片選擇低于1G或2.4G頻率進行發射。處理器部分采用TI公?司的MSP430系列16位超低功耗、具有精簡指令集的混合信號處理器CC430F5137單片機，它集成了低功耗處理器MSP430F5137和CC1101RF收發器，其通信頻率可以覆蓋433/868/915MHz頻段，2.4G頻段采用了TI公司的CC2500芯片。節點頻率覆蓋了ISM433/868/915MHz頻段和2.4G頻段，并支持無線傳感器節點動態調整通信參數，從而實現無線傳感器節點的認知功能。顯示模塊采用12864型號的液晶顯示屏，用以顯示當前系統的運行狀況和當前信道的占用情況；傳感器部分采用DS18B20溫度傳感器，感知當前的溫度情況，作為無線數據進行發送；另外還有按鍵和LED顯示部分，如圖1所示。

微處理器將傳感器感知的數據通過與射頻芯片的SPI口傳給射頻內核，射頻內核提供了對數據包導向無線協議的內置硬件支持，通過設置射頻內核的各個參數，就能實現數據的無線傳輸。設置完成后就進入無線電收發器檢測部分，首先檢測當前信道的狀況，根據之前所設定的各項參數判斷信道是否被占用，主要是采用能量檢測算法，若被占用則自動調整信道編號、發射功率、數據率等參數來轉換到可用信道，將信道的各項參數通過另外一個接口在控制信道通知接收節點，接收節點在控制信道接收到信道信息后，切換工作信道，繼續接收發送節點的數據，使用空閑信道進行數據的發送。

其中，由CC430芯片和CC2500RTKR芯片構成的射頻模塊包含了射頻接口模塊、射頻中斷模塊、調制解調器、DMA控制器、射頻內核、內置狀態機、門限設置模塊、能量比較器、頻譜切換模塊和天線模?塊，如圖2所示。微處理器通過射頻接口把數據傳送給射頻內核，射頻接口和射頻內核之間通過邏輯通道進行通信，每次射頻接口和內核進行數據傳輸時，更新射頻內核狀態。微處理器通過射頻接口設置射頻內核的各種參數，包括發射功率、數據率、接收信道濾波帶寬、調制方式、數據包處理方式、通信基頻和信道編號等。門限設置模塊主要是設置同步字限定符、前導質量閾值PQT、接收信號強度指示值RSSI、載波監聽閾值、空閑信道評估CCA、鏈路質量指示器LQI等。能量比較器根據門限設置模塊設定的參數值將當前信道的各項參數與設定的參數進行比較，若符合信道忙參數標準則交給頻譜切換模塊進行頻道切換，然后使用另外信道發射數據。

附圖說明

圖1給出了本實用新型基于CC430單片機的認知無線傳感器節點框圖。

圖2給出了本實用新型認知無線電收發器模塊框圖。

具體實施方式

參照圖1和圖2，本實用新型由CC430F5137處理器、CC430自帶的CC1101射頻芯片、CC2500射頻芯片、12864液晶顯示屏、DS18B20溫度傳感器、JTAG模塊、電源模塊、按鍵以及LED燈組成。