基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的核電裝備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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2 WSN硬件設(shè)計(jì)
由于核電站的特殊性，對于某些部位的取電很方便，因此采取雙節(jié)點(diǎn)的方法，即信號采集節(jié)點(diǎn)與匯聚節(jié)點(diǎn)Ⅲ。節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)如圖1所示，由傳感器、微處理單元、通信模塊、電源模塊組成。信號采集節(jié)點(diǎn)用普通高能干電池供電，而匯聚節(jié)點(diǎn)則采用干電池與220 V雙電源設(shè)計(jì)方案(如圖2所示)，220 V的電壓經(jīng)過低壓變壓器降壓至5 V左右，整流后輸入到Vin，經(jīng)過SPX1117穩(wěn)壓電路以后，就可以在Vout輸出3．3 V的穩(wěn)壓電。這樣的話，可以大大增強(qiáng)匯聚節(jié)點(diǎn)的運(yùn)算能力，最大限度地延長網(wǎng)絡(luò)的工作時間。同樣信號采集節(jié)點(diǎn)的干電池也可以采用這種穩(wěn)壓方式。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/163484.htm
微處理器采用美國Luminary Micro公司的LM3S1138，該芯片采用的是內(nèi)核設(shè)計(jì)公司ARM最新推出的先進(jìn)CortexTM-M3處理器。官方免費(fèi)提供了基于C語言(符合ANSI C標(biāo)準(zhǔn))的驅(qū)動庫軟件包，并且源代碼是公開的，因此用戶完全可以摒棄晦澀難懂的匯編語言，電不需要掌握底層寄存器的操作細(xì)節(jié)，只要懂C語言就能輕松開發(fā)。它有3種工作模式：運(yùn)行模式(Run-Mode)、睡眠模式(Sleep-Mode)、深度睡眠模式(Deep-Sleep-Mode)，其極低的功耗保證了系統(tǒng)的長久運(yùn)行。它有32位ARM CortexTM-M3內(nèi)核(ARM v7M架構(gòu))；兼容Thumb的Thumb-2指令集，提高代碼密度25％以上；50 MHz運(yùn)行頻率，1．25DMIPS／MHz，加快35％以上；64 KB單周期FLASH，16 KB單周期SRAM。在外圍設(shè)備方面，它提供了3路全雙工UART，位速率高達(dá)3．125 Mb／s，16單元接收FIFO和發(fā)送FIFO；2路I2C，支持400 Kb／s快速模式；2路SSI(兼容SPI)，可以直接和CC2420射頻芯片實(shí)現(xiàn)連接。LM3S1138強(qiáng)大的功能，不到1美元的價格，完全能夠滿足大規(guī)模布置節(jié)點(diǎn)的要求。
射頻芯片采用TI-Chipcon公司生產(chǎn)的CC2420，CC22420是為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的，符合2．4 GHzIEEE802．15．4的一款射頻芯片。它基于Chipcon公司的smartRF03技術(shù)，以0．18 9m CMOS工藝制成，只需極少外部元器件(如圖3所示)，性能穩(wěn)定且超低電流消耗(RX：19．7 mA，TX：17．4 mA)。CC22420的選擇性和敏感性指數(shù)超過了IEEE802．15．4標(biāo)準(zhǔn)的要求，抗鄰頻道干擾能力強(qiáng)(39 dB)，可確保短距離通信的有效性和可靠性。
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