传感器节点是无线传感器网络的基础单元，它通过分析传感器的硬件节点并采用RF芯片来设计基于CC2530微控制器的无线传感器网络硬件节点设计方案。CC2530为心脏。联网被称为继计算机和互联网之后的全球信息产业的第三次浪潮。联网（IoT）可以随时随地将所有元素与信息检测对象（例如用于智能识别和管理的射频识别）相连。
联网集成了传感器技术，通信技术和信息处理等技术，主要是无线技术。测，射频识别（RFID），红外传感器，全球定位，传感器和其他技术，根据双方达成的协议，将所有元素连接到Internet，交换和交换信息与通信，以进行识别，智能定位，监视和监视以及一个管理网络，可为对象提供智能，将对象与对象，人与对象互连，并使物理世界之间实现无缝连接物联网是传感器，通信网络和应用系统的网络。机结合。为物联网的一部分，无线传感器网络（WSN）集成了集成技术，传感器技术和短距离无线通信技术，这是一个可以监视，检测和收集无线通信的传感器节点网络。时部署节点。该地区感兴趣的观察员对各种信息（例如光强度，温度，湿度，噪声和有害气体的浓度）感兴趣，然后对其进行处理并通过无线网络进行无线传输。
送给观察者。线传感器网络在军事侦察，环境监测，医疗，智能家居，工业生产控制和贸易等领域具有广阔的应用前景。文采用模块化设计方法来实现无线传感器网络。
Zigbee是一个无线数据网络平台，具有多达65，000个无线数据模块，与现有的CDMA或GSM移动通信网络非常相似，每个Zigbee网络数据传输模块都相似。移动网络基站。们可以在整个网络中相互通信：网络每个节点之间的距离范围可以从标准的75米到数百米，甚至几公里，甚至可以与整个Zigbee网络进行比较。有网络。他杂项网络连接。个Zigbee网络节点不仅可以监控对象本身（例如，通过连接传感器进行数据采集和监控），还可以自动从其他网络节点以及每个节点传输数据。Zigbee网络。还可以无线连接到多个隔离子节点（RFD），这些子节点不会在其自身信号覆盖范围内执行网络信息中继任务。个Zigbee网络节点（FFD和RFD）最多可以支持31个传感器和受控设备，每个传感器和设备都可以具有8个不同的接口。以获取和传输数值和模拟量。耗低：ZigBee传输速率低，传输功率仅为1 mW，采用待机模式，功耗低，因此ZigBee设备非常经济在能量上。用五分之二的电池，ZigBee设备最多可以使用6个月至2年，这是其他无线设备无法达到的。成本：ZigBee模块的初始成本约为6美元，ZigBee协议是免版税的。成本也是ZigBee的关键因素。延迟：通信延迟和从待机状态的延迟非常短：搜索设备的典型延迟为30毫秒，唤醒时间为15毫秒，延迟时间为对活动设备通道的访问为15毫秒。此，ZigBee技术适用于具有时间紧迫性的无线控制应用（例如工业控制应用）。络容量大：星形ZigBee网络最多可容纳254个从站和一个主站，并且该网络非常灵活。可靠性：采用防撞策略（CSMA-CA），为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙，避免了竞争和传输数据的冲突。MAC层使用完全确认的数据传输模式，每个传输的数据包必须等待接收者的确认消息。果传输过程中出现问题，可以将其发送回去。
安全性：ZigBee提供基于循环冗余校验（CRC）的数据包完整性检查，它支持认证和身份验证，使用AES-128加密算法以及每个应用程序可以灵活地确定其安全属性。线传感器网络由大量传感器节点组成，这些传感器节点可以协作监视，检测和收集来自各种实时监视环境或对象的信息并进行处理。感器节点是构成无线传感器网络并构成无线传感器网络基础的基础单元。点不仅执行数据收集，恒温阀芯收敛和数据传输功能，而且节点的电源模块还负责控制节点，这是网络寿命的决定因素。常，无线传感器网络包括传感器节点和传感器网络网关节点，如图1所示。感器节点执行本地数据收集，传输和传输的双重功能。邻节点可以在后台管理软件和传感器网络的网关节点的控制下收集数据，并通过多跳路由将数据发送到传感器网络的网关节点；网关聚合节点是网络的中心，并提供协调器和网关功能。负责配置网络，管理和收集数据以及与用户的PC后台管理软件进行通信。线传感器网络通常具有两种应用模式：主动询问模式和被动模式。动模式要求网关节点主动询问每个传感器节点以获取消息，而被动模式要求网关节点在发生传感器节点事件时及时做出响应。个传感器节点获得的数据也可以合并，大大提高了传感器网络的效率。然，这还要求传感器节点具有一定的计算能力。无线传感器网络中，传感器节点执行终端节点和路由的功能：一方面，数据的获取和处理，另一方面，数据融合和路由，自身收集的数据和其他节点接收的数据。成的路由路由到网关节点。关节点的数量通常受到限制，它们的能量通常可以得到补充：网关通常以不同的方式与外界通信，例如Internet，卫星或移动通信网络。感器节点的数量非常重要，能量通常来自无法完成的电池：传感器节点的能量耗尽后，该节点将无法再收集数据或路由功能，直接影响整个传感器网络的健壮性和生命周期。果，传感器网络主要研究传感器网络节点。体应用不同，传感器网络的节点设计不一样，但基本结构是一样的。感器网络节点的硬件通常包括处理单元，无线传输单元，检测获取单元，电源单元和其他扩展单元，如图1所示。理单元负责控制传感器节点的操作以及数据的存储和处理，检测采集单元负责监视区域内信息的收集，该单元无线传输负责节点之间的无线通信，而电源单元负责为节点供电。感器阵列的网关节点具有更多功能，除上述功能单元外，还包括用于与后台监控通信的接口单元。线频段的选择。线频带的选择必须具有高的传输速率和良好的衍射性能，同时具有一定的抗干扰力。2.4 GHz频带是由ISM频带中运行的IEEE 502.15.4标准定义的两个工作频带之一，具有250个kb / s的速率的16个信道。积小，成本低，易于大规模部署。Zigbee相对于其他无线技术的优势在于，网络是自动组织的，这需要构建大型网络节点，因此突出了成本问题：数据表明大约10美元的Zigbee网络节点具有更高的性价比。靠性与有线传输媒体相比，无线信号传输对衰落，多路径和干扰更为敏感。
Zigbee网络工作在2.4 GHz ISM频段，因此不可避免地会干扰其他无线信道。了确保网络在有效范围内建立可靠的传输，网络节点必须选择合理的信道访问模式，有效减少帧冲突，并使用合理的扩频技术。功能性。立Zigbee网络的最终目标是执行各种网络操作，包括I / O和A / D操作，这需要一定的灵活性和网络节点容量。满足各种传感器和终端的操作需求。
功耗和电池支持。Zigbee的一个重要特征是其低功耗：它支持睡眠唤醒模式，并引入了一种功率控制机制，以使该设备更加节能。个典型的Zigbee节点在正常电池供电下可以运行12个月以上。Zigbee网络节点的设计必须基于上述原则以及硬件和软件设计的规划。Zigbee网络节点的硬件设计的核心是微处理器芯片。处理器模块与发送器模块协作，完成Zigbee网络的建立和维护，数据的获取和处理，无线数据传输和接收以及Zigbee2007协议栈的正常运行。线接收器。网络节点的硬件设计中，可以根据成本和操作可行性等因素选择不同的设计方案，从而可以选择集成了微处理器模块和无线收发器模块的单芯片解决方案。设计利用了TI最新的CC2530F256 Zigbee芯片，恒温阀芯该芯片工作在2.4 GHz频段，是适用于IEEE 802.15.4，ZigBee和RF4CE 2.4 GHz应用的真正SoC（SoC），可以产生非常低的总材料成本。CC2530建立了强大的网络节点，将领先的射频收发器的性能与行业标准的8051增强处理器，系统集成的可编程闪存，8K RAM和许多其他强大功能结合在一起。CC2530提供四种不同的闪存版本：CC2530F32 / 64/128/256和32/64/128 / 256KB闪存。CC2530具有不同的工作模式，因此特别适合要求极低功耗的系统。作模式之间的过渡时间短，还确保了低功耗。网络节点的硬件平台中，CC2530必须实现的功能和外围模块具有三个主要组件：通过A / D端口控制传感器模块进行数据采集，控制无线RF模块以执行数据的传输和接收，由相应的主机通过I / O端口控制，传感器收集的数据也可以通过I / O端口以及网络节点与网络之间的通信连接到微处理器。PC可以通过RS232接口实现。CC2530芯片集成了许多特殊功能模块，其典型外围电路非常简单。
中，主时钟晶体振荡器采用32 MHz无源晶体振荡器和32.768KHZ时钟晶体振荡器。线射频模块的外围电路采用不带巴伦的阻抗匹配网络，天线采用50欧姆负鞭天线。CC2530的Zigbee网络节点PCB的设计是硬件设计的关键，并且包括数字和高频电路。
件的布局尽可能紧凑和美观，数字信号线上的自然平滑，高频部分包括匹配的电感器，电容器的布局应尽可能独立，避免干扰并兼容针对天线的特性，节点接口分布采用标准接口TI的形式。构稳定可靠。于CC2530集成了无线收发器和微处理器，因此需要很少的外围辅助电路。此，印刷电路设计非常适合无线传感器网络应用。刷电路的尺寸为25毫米长和1毫米€？ 0.6毫米，接口是11€？双排销，间距为2.54 mm。
口引脚定义为标准TI接口。场测量后，无功率增益的有效传输距离为120米，最大输出功率为10dbm，接收灵敏度为-97dbm，功耗：24mA接收模式， 29ma传输，低功耗模式0.4ua。设备具有功能模块专用的通用，稳定和通用接口，8个模拟输入接口，4个数字输入和输出接口，2个数字输出接口和一个RS232接口。文提出了一种低功耗，易于软件开发的无线传感器网络的设计。着社会，科学技术的发展，无线传感器网络将越来越多地被使用。前，无线传感器网络在功耗和节点大小方面仍然不足，这将不可避免地使它们越来越多地用于环境监测，智能建筑和军事领域。
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