基于CC1110的無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點設計

0引言

WSN(無線傳感器網(wǎng)絡)是一種基于多跳的自組織網(wǎng)絡，通過部署在監(jiān)測區(qū)域的大量微型傳感器節(jié)點，協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域中感知對象的信息，并發(fā)送給觀察者。WSN技術在美國商業(yè)周刊和MIT技術評論的預測未來技術發(fā)展報告中，分別被列為21世紀最有影響的21項技術和改變世界的10大技術之一。WSN在軍事、民用及工商業(yè)領域都具有廣闊的應用前景。通過WSN，在軍事領域，可將戰(zhàn)場上獲取的信息及時迅速地傳回指揮部；在民用領域，可以應用在智能家居、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療保健災害預測等；在工商業(yè)領域，應用于工業(yè)自動化及空間探索等。WSN是當今國內(nèi)外通信領域的一大研究熱點。

在WSN中，傳感器節(jié)點是網(wǎng)絡中最基本的單元，是構成WSN的基礎。傳感器節(jié)點一般由傳感器單元、處理器單元、無線通信單元及電源供應單元4部分組成。傳感器節(jié)點采用電池供電，節(jié)點能量有限，而且它的數(shù)據(jù)處理能力、存儲能力及節(jié)點間通信能力也有限，因此，傳感器節(jié)點設計的好壞將直接影響網(wǎng)絡的穩(wěn)定性。本文根據(jù)上述特點要求，采用CC1110芯片設計WSN節(jié)點，設計結果較好地滿足了特點要求。

1CC111O芯片簡介

CC1110芯片是美國TI公司的一款1 GHz以下頻帶的低功耗RF(射頻)SoC(片上系統(tǒng))解決方案。該芯片采用Chipcon公司Smart RF 04技術，以0.18 μmCMOS工藝制成，只需極少外部元件就可以構成性能穩(wěn)定且功耗極低的SoC。

CC1110芯片的工作電壓為2.0 V～3.6 V，具有豐富的外圍接口。片內(nèi)具有21個GPIO、2個USART接口和可編程看門狗計時器；擁有1個16位定時器、3個8位定時器以及隨機數(shù)發(fā)生器；嵌入式128位AES安全協(xié)處理器和強大的DMA功能等。在RF性能上，具有高靈敏度(在1.2 kBaud的速率下為-110 dBm)和較高的接收靈敏度和阻塞功能；支持2-FSK、GFSK和MSK等調(diào)制方式，頻率范圍為300。MHz～348 MHz、391 MHz～464 MHz及782 MHz～928 MHz；支持數(shù)字RSSI／LQI；最大輸出功率可以達到10 dBm，最大數(shù)據(jù)率可以達到500 kBaud。

總之，CC1110具有高集成度與低功耗特性，在6 mm×6 mm的QLP封裝中，集成了CC1101 RF收發(fā)器、增強型8051微控制器、8／16／32 kB Flash存儲器及1／2／4 kB RAM等強大功能；擁有4種功耗管理模式，從低功耗狀態(tài)切換到工作狀態(tài)的過渡時間非?？臁Ｒ虼?，適用于報警與安全、自動讀表、工業(yè)監(jiān)控以及樓宇自動化等領域，能夠滿足WSN對電池使用壽命、尺寸、成本以及產(chǎn)品開發(fā)時間的要求。