一、导言
ZigBee[2]是一种依据 IEEE802.15.4标准的无线技能。它具有在802.15.4标准上创立的安全和应用层接口、作业于免授权的2.4GHz频段、以年核算的超低电池寿数、极大可弹性的网络和星型网络拓扑（每个主设备可支撑4万多个节点）等许多长处，在国防军事、工业操控、消费性电子设备等范畴有很大的开展空间 [3]。
RF CC2430芯片[4]以强壮的集成开发环境作为支撑，内部线路的交互式调试以遵照IDE的IAR工业标准为支撑，得到嵌人式组织很高的认可。它结合Chipcon公司全球先进的ZigBee协议栈、工具包和参阅规划，展现了抢先的ZigBee解决方案。其产品广泛应用于轿车、工控体系和无线传感器网络等范畴，一起也适用于ZigBee之外2. 4GHz频率的其他设备。
二、硬件规划
1、芯片无线收发模块内部结构
CC2430芯片的内部结构如图1所示。天线接纳的射频信号经过低噪声扩大器和I/Q下变频处理后，中频信号只要2MHz，此混合I/Q信号经过滤波、扩大、AD改换、主动增益操控、数字解调宽和扩，终究恢复出传输的正确数据。
图1 CC2430芯片内部结构
发射机部分依据直接上变频。要发送的数据先被送入128字节的发送缓存器中，头帧和开始帧是经过硬件主动发生的。依据TEEE 802.15.4标准，所要发送的数据流的每4个比特被32码片的扩频序列扩频后送到DA改换器。然后，经过低通滤波和上变频的混频后的射频信号终究被调制到2.4GHz，并经过扩大后经发射天线发射出去。
2、体系硬件规划
传感器节点一般由数据采集单元、数据处理单元和数据传输单元以及电源办理单元等模块组成[5]。节点硬件结构由图2所示。微处理器ATmega128经过SPI总线和一些离散操控信号与RF收发芯片CC2430进行通讯。
图2 传感器网络节点组成框图
CC2430外围电路如图3所示。CC2430内部运用1.8V作业电压，适合于电池供电的设备，外部数字I/O接口运用3.3V电压，这样能够坚持和 3.3V逻辑器材的兼容型。它在片上集成了一个自流稳压器，能够把3.3V电压转化成1.8V电压。这样关于只要3.3 V电源的设备，不需求额定的电压转化电路就能正常作业。
图3 CC2430芯片外围电路
CC2430射频信号的收发选用差分方法进行传输，其最佳差分负载是 ，阻抗匹配电路应该依据这个数值进行调整。假如运用单端天线则需求运用平衡/非平衡阻抗转化电路（BALLUN，巴伦电路），以到达最佳收发作用。
CC2430需求有16MHz的参阅时钟用于250kbps数据的收发。这个参阅时钟能够来自外部时钟源，也能够运用内部晶体振荡器发生。假如运用外部时钟，直接从XOSC16-Q1引脚引进，XOSC16-Q2坚持悬空;假如运用内部晶体振荡器，晶体接在XOSC16-Q1和XOSC16_Q2引脚之间。CC2430要求时钟源的精度应该在 以内。
三、软件规划
依照硬件电路规划，体系软件编程的基本思路[6]是：先对SPI端口、CC2430操控端口初始化;使能SPI端口、UART端口和ADC;对CC2430芯片初始化;敞开接纳机后，就能够运转使命程序，完成接纳或发送数据。发送和接纳程序流程图如图4和图5所示。
图4 发送程序流程图 
图5 接纳程序流程图
无线通讯协议是软件中的一个重要问题，由于它自接关系到节点的功用。因而，在链路层，规划了一个简化的 CSMA/CA协议，即任何节点在发送之前有必要进行一段随机时刻的侦听，在承认现在没有其他节点在进行数据传输时才进行数据发送，收发两边经过三次握手来交流数据。在体系空闲时，封闭侦听功用，以尽可能降低功耗。当然，这种协议存在着隐含节点以及侦听时的功耗丢失等问题，但在必定的节点数量范围内仍是很有用的。在网络层协议上，选用了简化的IPv6路由协议[7]，之所以选用IPv6，是考虑到IPv6的巨大的地址空间、街坊发现功用、安全性好等优秀特性。
四、结束语
Smart RF CC2430是一款契合ZigBee技能的高集成度商业用射频收发器材，其MAC层和PHY层协议契合802.15.4标准，作业于免授权的2. 4GHz频段。使用此芯片开发的无线传感器网络节点成本低、功耗小，适用于电池长时间供电。具有硬件加密、安全可靠、组网灵敏、抗毁性强等特色，为无线传感网络的广泛应用供给了抱负的解决方案。
