基于MSP430F149與Si4432的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)方法

摘 要： 介紹了基于MSP430F149與Si4432的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的硬件及軟件設(shè)計(jì)方法，給出了主要的硬件電路和軟件流程圖，提出了一種簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)的低功耗自組織協(xié)議。實(shí)驗(yàn)證明，該無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有組網(wǎng)速度快、功耗低、抗干擾能力強(qiáng)、通信穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)，可應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域的信息探測(cè)，具有廣闊的市場(chǎng)前景。
關(guān)鍵詞： 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）；MSP430F149；自組織協(xié)議；低功耗

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣，包括環(huán)境的監(jiān)測(cè)和保護(hù)、醫(yī)療護(hù)理、軍事領(lǐng)域、工業(yè)領(lǐng)域等。美國(guó)商業(yè)周刊和MIT技術(shù)評(píng)論在預(yù)測(cè)未來技術(shù)發(fā)展的報(bào)告中，分別將無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)列為21世紀(jì)最有影響的21項(xiàng)技術(shù)和改變世界的十大技術(shù)之一[1]。
無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)一般通過電池供電，硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通信帶寬小，點(diǎn)到點(diǎn)的通信距離短[2]，所以工作時(shí)間有限及通信距離短成為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)主要瓶頸。如果要求工作時(shí)間長(zhǎng)同時(shí)通信距離遠(yuǎn)，就必須在軟硬件上同時(shí)做處理。因此本設(shè)計(jì)在硬件上采用集成度高、功耗超低的MSP430F149作為控制芯片，以功能強(qiáng)大、外圍電路簡(jiǎn)單、功耗低的Si4432作為無(wú)線收發(fā)芯片，并通過電源管理芯片TPS61200充分利用電池的能量（只要電池電壓在0.2 V～5 V范圍內(nèi)整個(gè)系統(tǒng)即可正常工作）。在軟件上，所有節(jié)點(diǎn)之間都具有自組織能力，通過轉(zhuǎn)發(fā)、多跳等方式進(jìn)行通信；通信可覆蓋范圍廣。采用等待喚醒方式即休眠模式下經(jīng)喚醒進(jìn)入工作模式，完畢后再進(jìn)入休眠模式的工作方式，大大降低了能量的消耗；充分考慮其工作壞境的惡劣性，采用E2PROM存儲(chǔ)技術(shù)及看門狗技術(shù)，系統(tǒng)把所有有用信息保存在E2PROM中，當(dāng)系統(tǒng)因外界干擾使程序進(jìn)入非正常工作時(shí)，看門狗使系統(tǒng)復(fù)位，然后從E2PROM中讀取