基于单片机的无线传感网络通信模块设计探析

作者/陈华，成都理工大学信息科学与技术学院

基于单片机的无线传感网络通信模块设计探析

作者/陈华，成都理工大学信息科学与技术学院

本文主要是从基于单片机的无线传感网络通信模块设计以及无线传感网络通信模块中的硬件设计两个方面进行了详细的分析和介绍，深入的研究了无线传感网络通信模块以及其实现，对提高无线传感网络通信的稳定性和安全性以及电路系统的可靠性具有重要的意义和作用。

单片机；无线传感网络通信；模块设计；实现

随着不断发展的无线通信技术，在网络构建和数据传输的时候充分的应用了无线传感网络通信，有效的提升了无线网络的抗干扰能力和环境适应能力，在智能家居控制、物联网平台以及信号采集中得到了广泛的应用。

1.基于单片机的无线传感网络通信模块设计

根据单片机来设计无线传感网络通信模块，首先需要描述和分析系统的功能指标和总体结构，其中主要的控制模块就是单片机，传感器中的信号处理系统是由该模块中的电子信号控制器来充当的，这样就能够在信号控制器中完成通信和数据传输。S3C2440是电子信号的处理芯片，在这一模块中主要包含着软件设计和硬件设计两个部分，其中控制系统的核心主要是主控模块，由传感器的嵌入式智能控制、电源设计以及通信信号接入等部分共同构成无线传感网络通信信号检测模块[1]。

无线传感网络通信模块性能指标主要表现在以下三个方面：一是调制准动态的信号控制范围是-20-+10dB之间，输出信号的幅度和测距增益放大量分别为5V和20dB；二是在无线传感网络通信传感基阵阻抗的通道采用的是八个通道异步或同步输入；三是其中滤波D/A转换的速率一般为300KHz，控制信号中的采样率一般控制在300KHz[2]。通过有效的分析无线传感网络通信模块中的技术指标和总体设计，就能够很好的设计出整个模块中的软件设计和电路设计。

2.无线传感网络通信模块中的硬件设计

在进行无线传感网络通信系统设计的时候，主要包括JTAG电路设计、AD电路设计、晶振电路设计、时钟电路模块设计以及传感其模块电路设计等部分，通过有效的建立和开发嵌入式平台，这样就能够完成设计硬件电路集成，将采集到的模拟通信信号数据很好的转换成相应的电信号，这样就能够实现通信信号输出和传感器数据感知[3]。

在无线传感器网络通信模块中应用ADG3301实现通信信号滤波和AD/DA转换，并通过单片机来控制时钟，其时钟的电路负载电阻值为100R；封装则应用的是0805，这样与PPICLK相比较来说，ADCLK一般需要延迟6ns，同时时钟控制还能够很好的实现通信信号的高阶谱分离和时频特征采样；在时钟锁定设计的时候加强对PCI总线以及DSP处理器的应用，这样无线传感网络通信模块中转换模拟数据就能够得以实现[4]。图1表示的是通过AD接口对信号进行处理，实现设计传感器网络通信模块中的时钟电路示意图。

图1 时钟电路设计示意图

图2 AD5545原理框图

在设计晶振电路的时候，应用S3C2440微控制器，实现无线传感网络通信的外部寄存器储存和数据采样。采用AD5545作为AD电路设计，其目的主要是为了在无线传感网络通信模块中实现检测、滤波和放大控制信息，原理框图如图2所示。

3.结语

在无线传感网络通信系统设计中，主要包括JTAG电路设计、AD电路设计、晶振电路设计等多个方面，通过设计硬件电路集成，来总体设计和描述无线传感网络通信模块，将通信模块技术指标全面的分析出来。通过实践结果可以看出，基于单片机来设计无线传感网络通信模块，其稳定性得到了有效的提升。

＊ [1]李纪榕,李福进,吴艳微,尉志武.基于无线传感网络的煤矿安全监测系统设计[J].传感技术学报,2011,09:1336—1340.

＊ [2]王秀清,赵娜,陈浩,杨世凤.无线传感网络温室环境监测病害诊断系统的构建[J].天津科技大学学报,2013,02:50—54.

＊ [3]王威,李春杰,张圣,单麾扬.一种无线传感网与现场总线通信网关的设计与实现[J].测控技术,2014,01:109—111.

＊ [4]马军,翟宇豪,姜鑫,宗平.基于Msp430无线安防传感网的设计研究[J].计算机技术与发展,2014,01:172—175+178.

＊ [5]舍乐莫,杨瑞成,王彪.播种机漏播补种系统设计—基于ZigBee无线传感网络[J].农机化研究,2016,10:203—207.