一種無線傳感器開發(fā)系統(tǒng)的設計方法
射頻芯片的選取直接影響節(jié)點的功耗,因為節(jié)點消耗能量的近2/3都用于無線收發(fā)。選用的射頻芯片為NORDIC公司的nRF24L01。該芯片功耗低。在相同工作模式下,比Chipcon公司的CC2420芯片節(jié)省近l/3的能量;工作于2.4G~2.5GHz ISM頻段;支持高速跳頻;體積很??;外圍器件少,配置簡單,且使用兩層PCB板,節(jié)省成本。nRF24L0l配置框圖如圖2所示。
nRF24L01與微處理器相連只需6根信號線,其中4根是SPI信號線,與ATMELGAl28L的SPI口相連;其余一根為片選,另一根用于中斷請求。
射頻電路要取得好的RF性能,PCB設計必須合理。nRF24L01的供電電源必須經過良好的濾波,并且與數字電路分開;避免長距離走線;在射頻信號輸出部分,根據發(fā)送功率設置濾波網絡,以實現(xiàn)阻抗匹配,使到達天線的信號最強。要防止高頻信號泄漏,否則會對發(fā)射信號造成很大干擾。由于天線要散播電磁能量,需選用Q我較小的器件。制作PCB板時,在器件周圍覆銅,以提高抗干擾性能。
1.3 傳患器模塊和擴展口
板上設有一光敏電阻感應光信號,由于是模擬信號,需接入ATMELGAl28L的AD引腳進行AD轉換后才可處理。板上還裝有一數字型溫濕度傳感芯片SHT15,可感知溫度和濕度,精確度較高,且功耗低,采用I2C讀寫,占有IO口很少。
為了讓節(jié)點具有更廣泛的應用,節(jié)點板上接有擴展口,其中有I2C口、AD口和中斷口等,用來連接其他傳感器。
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