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分类: 系统运维
2010-05-08 16:10:28
无线通信模块
无线通信模块采用无线射频CC2420模块。它是Chipcon公司在2003年底推出的一款兼容2.4GHz IEEE802.15.4标准的无线收发模块,基于Chipcon公司的SmartRF03技术,使用CMOS工艺生产,工作电压低、能耗低、体积小,具有输出强度和收发频率可编程等特点。该芯片只需晶体振荡器及负载电容、输入/输出匹配元件和电源去耦电容等很少的外部元件即可正常工作,可确保短距离通信 的有效性和可靠性,其最大收发速率为 250kbps。
CC2420有33个16位配置寄存器、15个命令选通寄存器、1个128字节的发送FIFO缓存区、1 个128字节的接收FIFO缓存区、1个112字节的安全信息存储器。CC2420与处理器的连接比较简便,它使用SFD、FIFO、FIFOP和CCA 四个引脚表示收发数据的状态;处理器通过SPI接口(CSn、SO、SI、SCLK)与CC2420交换数据、发送命令,使用RESETn引脚复位芯片,使用VREG_EN引脚使能CC2420的电压调整器,使其产生CC2420所需要1.8V电压,从而使CC2420进入正常工作的状态;CC2420通过单极天线或PCB天线进行通信。其模块示意图如图4所示。
CC2420 需要16MHz的参考时钟用于数据的收发。参考时钟可以来自外部时钟源,也可以由内部晶体振荡器产生。如果使用外部时钟,直接从XOSC16_Q1引脚输入,XOSC16_Q2脚悬空;如果使用内部晶体振荡器,晶振接在XOSC16_Q1、XOSC16_Q2引脚之间。晶振起振需对CC2420选通命令寄存器SXOSCON使能。
电源管理模块
电能是传感器网络非常宝贵的资源,为了保证硬件电路的低功耗设计,节点芯片的选择均使用低功耗、低电压工作的芯片。系统采用普通电池或可充电锂离子电池工作,电源管理芯片采用AD公司的ADP3338-3.3,SOT-223封装。
充电及状态显示模块
在有条件对节点进行充电时,节点使用锂离子电池工作,可利用充电模块为节点进行电能补充,从而确保节点工作的连续性,避免了节点因更换电池造成的工作中断。充电模块使用达拉斯公司的DS2770和电池保护芯片DS2720设计,具有充电控制、电源控制、电量计数、电池保护等功能。处理器与DS2770用一线接口来传递信息,并需外接一个约4.7k!的上拉电阻。充电模块示意图如图5。LCD显示模块采用LCM6432ZK液晶显示器,通过串行接口和主 MCU连接,用于系统工作状态信息、充电进程、电池电量等状态的显示。节点硬件留有LCD接口,在需要显示时可方便接插LCD显示模块。