[实用新型]基于CC430和CC2500的无线认知传感器节点

说明书

技术领域

本实用新型专利涉及了通信领域中基于认知无线电的研究和无线传感器网络节点的开发，设计了基于CC430和CC2500的无线认知传感器节点。

背景技术

传统的无线传感器网络面临着可用频谱资源有限、与共用ISM频段的其他无线通信系统之间干扰的问题，在节点采集到数据后发送时，常会遇到频谱被占用的情况，导致发射不能及时进行。

发明内容

本实用新型目的在于解决上述背景技术中的问题，设计了基于低功耗处理器CC430F5137单片机和CC2500的多射频接口认知无线传感器节点，将微处理器搭载射频芯片的系统结合认知无线电技术应用到无线传感器网络中来，给无线传感器节点发射射频数据提供了一种自适应的信道选择方法，提高了频谱的利用率和数据的传送速度，从而提高了整个无线传感器网络的整体性能。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是这样的：无线认知传感器节点包括一个处理器模块、处理器内部的支持低于1G射频芯片、与处理器模块连接的支持2.4G的射频芯片、液晶显示屏、温度传感器和若干按键以及LED灯、以及向处理器模块供电的电源模块，温度传感器将感知的数据传送给处理器处理后，处理器交给射频芯片选择低于1G或2.4G频率进行发射。处理器部分采用TI公 司的MSP430系列16位超低功耗、具有精简指令集的混合信号处理器CC430F5137单片机，它集成了低功耗处理器MSP430F5137和CC1101RF收发器，其通信频率可以覆盖433/868/915MHz频段，2.4G频段采用了TI公司的CC2500芯片。节点频率覆盖了ISM433/868/915MHz频段和2.4G频段，并支持无线传感器节点动态调整通信参数，从而实现无线传感器节点的认知功能。显示模块采用12864型号的液晶显示屏，用以显示当前系统的运行状况和当前信道的占用情况；传感器部分采用DS18B20温度传感器，感知当前的温度情况，作为无线数据进行发送；另外还有按键和LED显示部分，如图1所示。

微处理器将传感器感知的数据通过与射频芯片的SPI口传给射频内核，射频内核提供了对数据包导向无线协议的内置硬件支持，通过设置射频内核的各个参数，就能实现数据的无线传输。设置完成后就进入无线电收发器检测部分，首先检测当前信道的状况，根据之前所设定的各项参数判断信道是否被占用，主要是采用能量检测算法，若被占用则自动调整信道编号、发射功率、数据率等参数来转换到可用信道，将信道的各项参数通过另外一个接口在控制信道通知接收节点，接收节点在控制信道接收到信道信息后，切换工作信道，继续接收发送节点的数据，使用空闲信道进行数据的发送。

其中，由CC430芯片和CC2500RTKR芯片构成的射频模块包含了射频接口模块、射频中断模块、调制解调器、DMA控制器、射频内核、内置状态机、门限设置模块、能量比较器、频谱切换模块和天线模 块，如图2所示。微处理器通过射频接口把数据传送给射频内核，射频接口和射频内核之间通过逻辑通道进行通信，每次射频接口和内核进行数据传输时，更新射频内核状态。微处理器通过射频接口设置射频内核的各种参数，包括发射功率、数据率、接收信道滤波带宽、调制方式、数据包处理方式、通信基频和信道编号等。门限设置模块主要是设置同步字限定符、前导质量阈值PQT、接收信号强度指示值RSSI、载波监听阈值、空闲信道评估CCA、链路质量指示器LQI等。能量比较器根据门限设置模块设定的参数值将当前信道的各项参数与设定的参数进行比较，若符合信道忙参数标准则交给频谱切换模块进行频道切换，然后使用另外信道发射数据。

附图说明

图1给出了本实用新型基于CC430单片机的认知无线传感器节点框图。

图2给出了本实用新型认知无线电收发器模块框图。

具体实施方式

参照图1和图2，本实用新型由CC430F5137处理器、CC430自带的CC1101射频芯片、CC2500射频芯片、12864液晶显示屏、DS18B20温度传感器、JTAG模块、电源模块、按键以及LED灯组成。