无线传感器开发系统的设计及实现
[09-12 18:39:46] 来源:http://www.88dzw.com 传感技术 阅读:8798次
文章摘要:1.4 电源横块和电能消耗节点有两种供电方式,在实验室调试和测试时通过开发板供电,在外界环境中工作时,用2个AA电池供电。为了防止2个电源之间的干扰,在板上加有一个手动开关。因为电能的消耗决定了传感器节点的使用寿命,在节点的软、硬件设计时,必须充分考虑能源的有效性。节点在各种运行模式下,必须关闭不必要的模块以节省能量。当通信采用节点定时关闭和打开的协议且关闭与打开的时间比为1:99时,使用2节1000毫安时(mAhr)的AA电池供电,节点耗能如表1所示。在上述工作模式下,如果用2节1000mA-hr的AA电池供电,则节点寿命为12.55个月。此值是在最大发送功率情况下计算的。当发送功率和收发速
无线传感器开发系统的设计及实现,标签:传感技术知识,传感器与检测技术,http://www.88dzw.com1.4 电源横块和电能消耗
节点有两种供电方式,在实验室调试和测试时通过开发板供电,在外界环境中工作时,用2个AA电池供电。为了防止2个电源之间的干扰,在板上加有一个手动开关。
因为电能的消耗决定了传感器节点的使用寿命,在节点的软、硬件设计时,必须充分考虑能源的有效性。节点在各种运行模式下,必须关闭不必要的模块以节省能量。当通信采用节点定时关闭和打开的协议且关闭与打开的时间比为1:99时,使用2节1000毫安时(mAhr)的AA电池供电,节点耗能如表1所示。
在上述工作模式下,如果用2节1000mA-hr的AA电池供电,则节点寿命为12.55个月。此值是在最大发送功率情况下计算的。当发送功率和收发速率变小时,耗能更少,传感器的寿命会更长。
2 开发板的硬件设计
开发板的硬件系统框图如图3所示。
节点CPU的JTAG口接在开发板上。如果使用JTAG口下载和调试程序,则需要JTAG下载器。为此,设计了另一种下载方式,即串行下载。CPU通过 USB口接收上位机的代码,然后通过SPI口下载到节点CPU的FLASH。CPU为中心控制模块,接收上位机的各种命令并进行相应处理。CPU芯片选用 ATMEL公司的ATMELGAl6L,该芯片带有可编程UART口和工作于主机,从机模式的SPI口。
USB转换芯片实现上位机端的USB数据与下位机端的UART数据之间的转换。选用芯片为FT232BM。由于编程板CPU、ATMELGAl28都要通过USB口与上位机通信,为了防止不同输入输出信号间的干扰,设计时用了两个带有使能控制的BUFFER来控制不同CPU串口通信的通断。
节点连接器是17针的节点与开发板和扩展传感器之间的接口,除了编程口和串口,还有连接传感器的扩展口,包括I2C口、中断口和AD口等。
节点CPU SPI编程共需4根信号线,其中3根SPI通信线与开发板CPU的SPI口相连,节点CPU的RESET信号 由开发板CPU的IO口控制即可。
3 开发板软件设计
3.1 上位机程序设计
用C++ Builder 6.0编写上位机程序,制作了用户操作界面,并将不同编译系统生成的多种目标文件格式转换成上、下位机约定的文件格式,传送给下位机。
为提高向ATMELGAl28L的FLASH和E2PROM写代码的效率和便于从E2PROM向FLASH写代码,上位机传送给下位机的代码采用图4所示的格式。
图4中,地址指该段代码要写入FLASH的初始地址,包括2字节的页地址和l字节的页内地址;序列号表示该段代码是全部代码中的第几段;长度指该段代码的字节数,不包括地址和序列号。每一地址段代码都采用表2的格式。
上位机程序支持的目标文件格式有:TinyOS、AVRGCC和IAR生成的Intel hex文件。Intel hex是Intel公司提出的一种文件标准,是最常用的目标文件格式之一。上位机程序还支持TI(德州仪器)公司提出的msp430-txt格式,该格式及说明如表2所示。
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