LabVIEW传感网动态信号监控软件开发+文献综述(3)
2.1 硬件平台的选择
不同应用中，传感器节点的构成不尽相同，但一般都由传感器模块、处理器模块、无线通信模块、能量供应模块四个部分组成，四个模块之间的相互联系在图2-1中给出。
图2-1 传感器节点结构组成
作为一个完整的微型计算机系统，要求其组成部分的性能必须是协调高效的，一般说来传感器节点的选择主要要考虑四个方面：
1）微型化。无线传感器节点在体积上要足够小，以保证目标系统不会被其影响。
2）扩展性强且有一定的灵活性。无线传感器节点需要定义完整的外部接口，在需要添加新的硬件时可以在现有节点上直接添加，而不需要重新设计新的节点。所有的软件模块之间相互独立，且软件模块之间要做到组件化和可配置，如此一来，就可以通过配置各个组件来实现不同的功能需求。
3）稳定性好。无线传感器节点常常用于环境监测等，通常要求它们在给定的温度、湿度、压力等环境因素变化范围内，完成较为精确的测量。节点需在恶劣环境下稳定工作，系统在各种恶劣的气候条件下需保证不会损坏。
4）设计成本低。低成本是无线传感器节点的基本要求。只有成本保证在相对较低的水平，才能保证其得到广泛应用。因此采用的节点一般要求供电模块不能太过复杂昂贵，所有的器件都要保证是低功耗的。
综合考虑这四个方面，实验中采用了Telosb节点。
2.2 Telosb节点
2.2.1 Telosb节点简介
Telos节点是美国国防部DARPA支持NEST项目的一部分，这种节点是用于无线传感器网络中的一种低功耗的模块。Telosb系列节点在硬件上通常由两个模块组成，一个模块是运算和通信平台，另一个模块是传感器。图2-2是Telosb节点。
Telosb采用的处理器是Msp430，使用的无线模块为支持Zigbee通信技术的CC2420通信芯片，载波频率为2.4GHz，数据传送速率最快可达250kbps,室外通信距离75-100m,室内通信距离为20-30m，节点间通过无线电方式进行通信，节点自身通过Msp430自带的ADC采集外界感应信号。
图2-2 Telosb节点
2.2.2 处理器模块-MSP430F1611
处理器模块是无线传感器节点的计算核心，所有的设备控制、任务调度、能量计算和功能协调、通信协议、数据整合和数据转储程序都将在这个模块的支持下完成。
Telosb节点采用的处理器是德州仪器公司产的MSP430F1611.它具有10kB的RAM，48kB的flash闪存，而且它是一款超低耗的单片机，一对AA电池就可以供其工作好几年。MSP430有一个内置的数控晶振（DCO），工作频率可达8MHz。除此之外，它还具有8路外部ADC采集通道和8个内置的ADC 通道，以及一个3端口的DMA控制器。其内部结构以及和其他组件的连接关系如图2-3所示：
图2-3 MSP430F1611内部结构图
MSP430的工作温度范围较大，在-40℃到85℃的温度下均可以正常工作，同时工作电压也较小，一般3V左右即可满足要求。
Msp430F1611会有三个时钟基准，在不同的使用场合需要选择采用适当的基准，三个时钟基准的使用场合在表2-1列出。
表2-1
MCLK SMCLK ACLK
CPU的时钟频率 子系统的时钟，通常给单片机的外围电路提供工作时钟 辅助时钟，通常是由32768Hz或者频率更高的晶振提供
2.2.3 无线通信模块-CC2420
CC2420是Chipcon公司推出的首款符合2.4GHz IEEE802.15.4标准的射频收发器。该器件包括众多额外功能，是第一款适用于ZigBee产品的RF器件。它基于Chipcon公司的SmartRF 03技术，以0.18um CMOS工艺制成，性能稳定且功耗极低。CC2420的选择性和敏感性指数满足了IEEE802.15.4标准的要求，可确保短距离通信的有效性和可靠性。利用此芯片开发的无线通信设备支持数据传输率高达250kbps，可以实现多点对多点的快速组网[ ]。
下一篇：偏振光的动态接收与识别系统设计