2．5 微處理器模塊　　微處理器是無線傳感器節(jié)點(diǎn)的核心，傳感器數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理，串行口以及無線模塊的傳輸與控制均需要微處理器的參與。節(jié)點(diǎn)微處理器TI公司的16為超低功耗MSP430F1611。該微處理器工作電壓為1．8～3．6 V，在RAM數(shù)據(jù)保持方式下耗電僅為0．2μA，在激活工作1 MHz的情況下為330μA，可以工作在5中低功耗模式，喚醒時間<6μm。Flash大小為48 kB，RAM大小為10 kB。芯片內(nèi)部有16位定時器Timer_A和Timer_B具有捕獲／比較功能；大量的捕獲／比較寄存器可用于事件計(jì)數(shù)、時序發(fā)生等；多功能串口(USART)可以實(shí)現(xiàn)異步、同步和I2C串行通信，可以方便地實(shí)現(xiàn)多級通信的應(yīng)用；具有較多的I／O端口，最多達(dá)6×8條I／O口線，P1、P2口還可以接收外部上升或下降沿的中斷輸入；12位A／D轉(zhuǎn)換器有較高的轉(zhuǎn)換速率，最高可達(dá)200 kbit·s-1，能滿足大多數(shù)數(shù)據(jù)采集的應(yīng)用。微處理器模塊如圖6所示。溫度濕度傳感器連接P1口5、6、7管腳，無線模塊SPI接在P3口1、2、3和P4.4管腳，USB通信模塊數(shù)據(jù)線連接到P3口6、7管腳。其他管腳分別用于控制和擴(kuò)展接口。外部晶振大小為32MHz。
　　2．6 電路板設(shè)計(jì)　　電路板根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)有不同的分類，在設(shè)計(jì)中大多數(shù)根據(jù)板的數(shù)目分類，在電氣連接關(guān)系復(fù)雜的電路板設(shè)計(jì)中，雙面板難以滿足電路布線的要求，這時就必須考慮使用多層板。本節(jié)點(diǎn)采用4層板，頂層主要是USB模塊和無線模塊，底層為微處理器模塊，內(nèi)部層為電源層和地層。設(shè)計(jì)結(jié)果如圖7所示。
　　節(jié)點(diǎn)實(shí)物如圖8所示。
3 設(shè)計(jì)驗(yàn)證　　3．1 無線模塊驗(yàn)證　　為對設(shè)計(jì)的節(jié)點(diǎn)功能進(jìn)行驗(yàn)證，首先使用IAR集成開發(fā)環(huán)境編寫CC2420的測試程序，通過JTAG將程序燒入Flash，經(jīng)過檢測，射頻部分較好地滿足了預(yù)期。芯片工作頻帶范圍為2．4～2．48 GHz，發(fā)射功率為0 dBm。經(jīng)過頻譜儀和頻率計(jì)驗(yàn)證設(shè)計(jì)符合要求，驗(yàn)證結(jié)果如圖9所示。
　　3．2 傳感器和USB轉(zhuǎn)換模塊驗(yàn)證　　TinyOS是UC Berkeley開發(fā)的開放源代碼操作系統(tǒng)，專為嵌入式無線傳感器設(shè)計(jì)，操作系統(tǒng)基于構(gòu)件的架構(gòu)使得快速更新成為可能，而這又減小了受傳感器網(wǎng)絡(luò)存儲器限制的代碼長度。TinyOS的構(gòu)件包括網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、分布式服務(wù)器、傳感器驅(qū)動及數(shù)據(jù)識別工具。其良好的電源管理源于事件驅(qū)動執(zhí)行模型，該模型也允許時序安排具有靈活性。因此對于整個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的驗(yàn)證采用TinyOS操作系統(tǒng)，設(shè)計(jì)為兩個節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)A負(fù)責(zé)采集溫度濕度數(shù)據(jù)，然后將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到另一個節(jié)點(diǎn)B，節(jié)點(diǎn)B接收到數(shù)據(jù)后，通過USB將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絺€人電腦，并將該數(shù)據(jù)通過圖表顯示，如圖10所示。
4 結(jié)束語　　文中所設(shè)計(jì)的一種無線傳感器節(jié)點(diǎn)，硬件設(shè)計(jì)基于Moteiv方案，采用超低功耗單片機(jī)MSP430F1611作為數(shù)據(jù)處理芯片，以CC2420無線射頻芯片為收發(fā)芯片，并擁有JTAG以及其他擴(kuò)展接回，通過硬件測式以及軟件調(diào)成該節(jié)點(diǎn)符合設(shè)計(jì)指標(biāo)。