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无线传感器网络接纳节点T5743电路

  在无线传感器网络中的节点通常是一个微型的嵌入式体系,对收集数据、接纳数据、处理数据、发送数据等的功用要求各有统筹,其处理才能、存储才能和通讯才能都是对收集的数据进行办理和协同作…

  在无线传感器网络中的节点通常是一个微型的嵌入式体系,对收集数据、接纳数据、处理数据、发送数据等的功用要求各有统筹,其处理才能、存储才能和通讯才能都是对收集的数据进行办理和协同作业,因而传感器网络节点的软硬件技能是传感器网络研讨的要点。本文主要是对无线传感器网络节点数据的短距离接纳进行规划讨论。

  接纳节点作业原理

  无线传感器网络数据接纳节点模块主要由接纳芯片T5743($3.4020)和MCU微处理器PIC18F6620($9.6500)构成,如图1,发射端选用ATMEL公司的的T5754($1.3750)做为数据发射芯片,与接纳芯片T5743相匹配,以必定的发射接纳频率和数据传输速率协同作业。接纳芯片T5743经过DATA串行双向数据线与MCU微处理器PIC18F6620的I/O口进行通讯,MCU微处理器接纳数据时,用DATA_CLK作为同步时钟,微处理器PIC18F6620 向接纳芯片 T5743发送指令时依托特别时序来到达数据接纳和处理。接纳进程用软件操控的方法来进行数据传送和完成对接纳芯片T5743的操控,在接纳数据之前,微处理器P%&&&&&%18F6620经过DATA线将MUC内的程序写入接纳芯片的装备寄存器里,对接纳芯片进行装备,随后等候接纳数据;当有数据来时,由接纳芯片T5743的LNA_IN端接入,经低噪声扩大器扩大后送入混频器,使其改换成中频;在中频级,经改换的信号在送入解调器之前被扩大和滤波。

  

  图1 无线传感器网络接纳节点结构原理

  接纳节点电路

  无线传感器网络接纳节点芯片T5743是一个高度集成的PLL无线接纳模块,能够接纳并解调FSK调制的曼彻斯特编码数据,一起经过一个双向数据口将其发送出去。该无线接纳芯片经过一个智能的轮询方法使接纳节点在大部分时刻处于休眠形式,只要在监测到有用传输时,才会完毕休眠形式转换为接纳形式,并将数据撒播送给操控器。这样,能够最大极限地削减能量消耗。图2为无线接纳节点电路原理图。

  

  图2 无线传感器网络接纳节点T5743电路原理

  接纳节点芯片

  ATMEL的T5743芯片是集成UHF无线电接纳模块,带有PLL锁相环结构的接纳芯片,选用SO20封装。T5743芯片是为满意低数据率、低成本 RF数据传输体系的要求而开发出来的,其数据传输速度为1~10kB/s,编码方法为曼切斯特或双相位方法,可用于接纳频率规模为 300MHz~450MHz(433.92MHz和315MHz)的ASK数据传输;高灵敏度,全集成VCO,可完成低功耗功用,电源电压 4.5V~5.5V;单端RF输出容易与天线或PCB版的印制天线相适配;作业温度规模为-40℃~105℃。T5743芯片带有一双向串行数据接口DATA,经过DATA芯片可与MCU进行串行通讯,交流信息。它能够作业在2种典型频率 433.92MHz和 315MHz,由MODE引脚来挑选,置高为433.92MHz,置低为315MHz,接纳频率在1kB~10kB之间可选,由软件设定。规划中因为选用 1MHz中频与前端SAW滤波器相配合完成了高镜像按捺,根据使新式SAW器材,到达了40dB按捺,并能用简略的双向数据线完成与微操控器的通讯,运用独自引脚经微操控器完成电源办理。

  T5743芯片的RF前端是一个超外差结构,将射频输入信号改换成1MHz IF信号。RF前端由低噪声扩大器LNA,本地振荡器LO、混频器和RF扩大器组成。LO是由PLL锁相环发生的载波频率,供混频器运用。RF信号经RF 输入脚LNA-IN输入,在433.92MHz时输入阻抗为1000Ω/pF,在规划输入网络时首要考虑噪声匹配,恰当调整元件值和印制板的散布电感%&&&&&%与输入端的匹配,到达T5743在高信噪比时灵敏度最高。这样,从RF前端来的信号经全集成4阶IF滤波器滤波,到达334.92MHz的使用,中频的中心频率为l MHz。规划中解调器的作业方法由寄存器OPMODE设置,逻辑“L”设置解调器为FSK方法;逻辑“H”设置解调器为ASK方法。在ASK方法运用了主动门限操控电路,它将检测参阅电压设置在一个能获得好信噪比的恰当值上,这个电路也能有用按捺任何类型的带内噪声信号或竞赛发射,假如S/N超越 10dB即能很好检测出数据信号。在FSK方法下,假如S/N超越2dB就能检测出数字信号。

  无线传感器网络接纳节点的数字电路和模仿滤波器的悉数守时都是来自一个时钟。这一时钟周期TCLK是从晶体振荡器经分频器得到的,分频次数由MODE引脚端的逻辑状况操控。晶体振荡器的频率是由RF输入信号决议的,它也一起决议了本地振荡器的频率(fLO)。T5743芯片的作业状况是由 OPMODE和 LIMIT的两个15位RAM寄存器进行设置的,寄存器可由双向DATA口编程。假如寄存器内容因为掉电而改动,这一状况由一个称为复位标识(RM)的输出表示出来,在这种情况下的接纳电路有必要从头编程。在加电复位(POR)后,寄存器被置为默许形式,假如接纳机作业默许形式,不需对寄存器编程。相同,假如接纳电路不是在复位方法,就会发动相应的OFF指令编程;假如接纳电路处在复位方法,相应的OFF指令编程不会被发动,在DATA脚仍出现复位标志。

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