STM32高性能微处理器和uC / OS-II集成实时操作系统是UM / OS-II无线通信技术的核心,基于Zigbee无线通信技术。计了具有高扩展能力的通用内置传感器节点。感器节点提供各种传感器和外部扩展接口,以便于连接和扩展各种传感器的功能。助内置的实时操作系统uC / OS-II,它可以快速创建专用于物联网搜索和应用的传感器节点。际应用测试表明,热敏元件该节点实现了以下设计目标:高性能,低功耗,高可扩展性和可重用性,这是加速开发和可扩展性的良好起点。
联网的应用。键词:物联网,通用性,高可扩展性,无线传感器网络,目前相对独立的物联网研发机构[1-2],可能会引发大量的反复发展传感器节点。可以将硬件和软件扩展或调整到特定应用程序,以快速创建专用传感器节点。用集成传感器节点硬件平台设计检测节点功能模块的划分根据节点设计原理,通用集成传感器节点的硬件平台分为以下模块:(1)模块中央。
主要由微处理器和外部扩展存储芯片组成,负责收集,处理和存储传感器数据。
(2)传感器和外部扩展功能接口模块。供各种数字传感器和模拟传感器通信接口,通用I / O端口,便于传感器扩展等功能。
(3)通信模块。括无线模块和RS232接口,完整的无线数据传输,串口通信和主机。(4)电源模块。节点工作提供能量。本模块设计有微处理器。处理器是集成传感器节点的主要组成部分,不仅控制和管理节点的工作,而且是开发和实现各种功能的基础。节点使用ST的STM32F103微处理器设计。
于Cortex-M3芯为低功耗和高性能的应用中,STM32F103具有72 MHz的时钟频率和一个强大的数据处理能力,以及包含多个接口IIC丰富的接口装置, SPI,USB,UART等接口电路有利于节点功能的扩展,集成的12位A / D转换器不需要外部模数转换器芯片,这降低了外围电路的复杂性。外,STM32F103还提供各种低功耗模式,可以通过实时时钟唤醒,从而有效降低节点的功耗。了减少节点的功率消耗,要注意两个问题,当使用该模块:(1)最小化发送功率,而不会影响所要求的通信距离,(2)一旦传输,省电控制引脚和发送激活电源和数据馈送引脚设置为0,可以有效降低XBee-Pro模块的功耗。
部扩展接口传感器和模块接口模块主要用于为模拟传感器应用提供接口,接口和可编程增益放大器。
前还没有标准的数字传感器通信总线,但研究表明SPI串行设备接口和IIC总线广泛用于大多数测量和传感器类型,并提供一些多功能性。编程增益放大器主要用于放大模拟传感器信号,可编程功能可用于选择不同的放大系数以满足不同的信号放大要求。芯片使用Microcore,Inc。MCP6S28芯片,该芯片提供8个可在多个通道之间切换的可选增益。片的灵活性简化了电路的模拟部分,并满足节点的整体设计。用集成节点应用测试传感器节点已应用于江苏物联网研发中心。
用结果表明,传感器节点运行稳定可靠,具有较高的扩展能力和实用的节点结构。应用程序中测试节点的功耗。种操作状态下节点的功耗如表1所示。述分析得出结论,节点功耗在发送和接收数据时很重要,主要是因为消耗。
线收发模块的能量相对较高。于节点交替使用低功率模式和操作模式,因此每0.5分钟进入低功率模式,空闲时间设置为10分钟。点的平均消耗量确实减少了,从而减少了消耗。
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