基于ZigBee的通用無線傳感器網(wǎng)絡硬件設計

　　阻抗匹配網(wǎng)絡

　　CC2430的射頻信號采用差分方式，其最佳差分負載阻抗是115+j180Ω，阻抗匹配電路需要根據(jù)這一數(shù)值進行調(diào)整。本設計采用50歐姆單極子天線，由于CC2430的射頻端口是差分形式具有兩個端口，而天線是單端口，因此需要一個巴倫來完成兩端口到單端口間的轉(zhuǎn)換。巴倫電路由成本低廉的電感和電容構成，如圖4所示，包括電感L1、L2、L3和電容C1和兩段長的傳輸線。

Sink節(jié)點的硬件設計

　　無線傳感器網(wǎng)絡內(nèi)的信息與外部網(wǎng)絡或處理終端間的連接需要通過Sink節(jié)點來實現(xiàn)，Sink節(jié)點是無線傳感器網(wǎng)絡與有線設備連接中轉(zhuǎn)站，負責發(fā)送上層命令(如查詢、分配ID地址等)，接收下層節(jié)點請求和數(shù)據(jù)，具有數(shù)據(jù)融合、請求仲裁和路由選擇功能，是無線傳感器網(wǎng)絡中最重要的一部分。我們設計的Sink 節(jié)點帶有USB數(shù)據(jù)口和RS232數(shù)據(jù)口，兩種數(shù)據(jù)口可以通過開關進行切換，以方便Sink與外部網(wǎng)絡或處理終端間的連接。

　　圖5是我們設計的Sink節(jié)點的結構框圖，仍然采用Chipcon公司推出的高度整合的SoC芯片CC2430實現(xiàn)傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù)傳輸和處理功能。TTL與RS232電平轉(zhuǎn)換單元選用MAX 3316芯片，該芯片在2.25～3.0V供電即可實現(xiàn)兩通道雙向電平轉(zhuǎn)換，可直接操作CC2430芯片串行數(shù)據(jù)線和控制線。CC2430的外圍電路設計與傳感器節(jié)點相同。

　　結語

　　基于ZigBee的無線傳感器網(wǎng)絡具有低功耗、低成本、體積小的顯著優(yōu)點，可在特殊環(huán)境下實現(xiàn)監(jiān)測區(qū)域內(nèi)信號的采集傳輸與處理。伴隨無線自組織網(wǎng)絡技術的成熟和新的能量解決方案的提出，無線傳感器網(wǎng)絡的應用必將從軍事、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療保健、空間探索和災害預測普及到生活中的各個領域。