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、环境监测和预报、卫生保健、空间探索等各个领域。 2节点的总体设计和器件选型 2.1节点的总体设计 wsns微型节点应用数量比较大,更换和维护比较困难,要求其节点成本低廉和工作时间尽可能长;功能上要求wsns中不应该存在专门的路由器节点,每个节点既是终端节点,又是路由器节点。节点间采用移动自组织网络联系起来,并采用多跳的路由机制进行通信。因此,在单个节点上,一方面硬件必须低能耗,采用无线传输方式;另一方面软件必须支持多跳的路由协议。基于这些基本思想,设计了以高档8位avr单片机atmega128l为核心,结合外围传感器和2.4 ghz无线收发模块cc2420的wsns微型节点。这两款器件的体积非常小,加上外围电路,其整体体积也很小,非常适合用作wsns节点的元件。 图1给出wsns微型节点结构。它由数据采集单元、数据处理单元、数据传输单元和电源管理单元4部分组成。数据采集单元负责监测区域内信息的采集和数据转换,设计中包括了可燃性气体传感器和湿度传感器;数据处理单元负责控制整个节点的处理操作、路由协议、同步定位、功耗管理、任务管理等;数据传输单元负责与其他节点进行无线通信,交
摘要:介绍atmel公司生产的atmega128l单片机的特点;提出一种以硬盘为存储介质的mp3播放机的设计方案;给出硬件设计结构和软件设计思路。 关键词:atmega128l mp3播放机 解码器lcd引言以flash为存储介质的mp34播放器,由于其体积小、携带方便、价位合理及其时尚的外围观设计,受到很多人的青睐。但flash的价位由于受其制造工艺的制约一直居高不下,从而使mp3播放器的容量仅限于32m、64m、128m等几个档次。本文旨在提出一种以笔记本硬盘为存储介质的mp3播放机的设计方案。该款播放机既具有移动硬盘的功能,又可作为mp3播放机使用。1 系统结构在该系统的设计中,采用atmel公司生产的atmega128l作为主控mcu。整个系统的结构框图如1所示。pc机通过usb接口实现对硬盘的管理和对mp3歌曲、文档等数据信息的存储。系统启动后,首先将硬盘上的一部分mp3歌曲送入flash中存储,由mcu控制将储存于flash中歌曲的码流信息送入mp3解码芯片中解码,并产生解码输出。在系统的dac模块把解码输出转换为模拟音频声音后,经一级音频放大并驱动耳机,实现
后阐述了网络节点的硬件模块功能特点及其接口电路,最后根据硬件抽象体系结构的原则,在tinyos操作系统平台下,对cc2420无线收发模块驱动组件设计作了深入的研究,以组件的形式将其硬件功能封装成接口供上层软件调用,实现了对上层软件的硬件特征屏蔽,从而实现该模块功能的软件语言表达和兼容性较强的跨平台抽象体系结构。 引言 网络节点是构成无线传感器网络的基本单位,无线传感器网络节点有两种常用体系结构:atmel avr处理器+tinyos[1]和msp430+tinyos[2].本文采用 atmega128l+tinyos的体系结构。因此,cc2420驱动组件设计应符合tinyos的硬件抽象体系结构(hardware abstraction architecture,haa)[3].tinyos中将硬件抽象体系结构分为3层:硬件表示层(hardware presentation layer,hpl)、硬件适配层(hardware adapation layer,hal)和硬件接口层(hardware interface layer,hil)。各层功能作用及具体设计原理在本文中作了细致的研究。cc24
摘要:介绍了一种基于atmega128l和cc2420在2.4ghz频带下工作的无线传感器网络节点的设计和实现,详细讨论了各部分的硬件组成。实验表明,节点可以灵活构成无线传感器网络,节点组成的网络系统性能稳定、通信效率高、功耗低,可广泛应用于控制、信号采集与传输等领域。 关键词:atmega128l单片机;cc2420芯片;无线传感器网络节点 无线传感器网络是新兴的研究领域,在军事、环境、健康、家庭、商业领域等许多方面有着巨大的潜在应用前景。无线传感器网络节点是组成网络的基本单元,无线传感器网络的迅速发展,给无线传感器网络节点的设计和管理提出了许多挑战。 无线传感器网络节点 无线传感器网络是集数据采集、处理及通信功能于一体的分布式自组织网络。无线传感器网络由在一定区域范围内的多个具有无线通信、传感、数据处理功能的网络节点组成。传感器节点负责采集、处理、压缩数据、中转其他节点的数据包并将数据包发送出去。在不同的应用中,传感器网络节点的结构不尽相同,一般由数据采集单元(传感器、a/d转换器)、数据处理和控制单元(微处理器、存储器)、无线通信单元(无线收发器)
,最终得到正确数据。当要发送数据时,先把要发送的数据放入容量为128字节的发送缓冲区。报头和起始帧由硬件自动生成。根据ieee 802.15.4标准,将数据流的每4个比特扩展为32码片,然后送到d/a转换器。最后,经过低通滤波和上变频混频,并在能量放大器中进行放大后,交由天线发送。 3 节点设计 由于在设计中用到的传感器较少(主要是温度传感器和光传感器),因此将传感器模块集成到处理器模块中。所以对节点设计的描述将分为处理器模块、通信模块和供电模块3部分。其中处理器模块选用atmega128l作为处理器芯片,通信模块选用cc2420作为通信芯片,在电源方面,采用2节5号电池提供3v供电。 3.1 处理器模块 处理器是整个节点的中心,其他模块都要通过处理器来联系,因此处理器性能的好坏决定了整个节点的性能。atmega128l芯片是atmel公司开发的一款高性能、低功耗的8位avr微处理器。它有128 kb的系统可编程flash存储器,4 kb eeprom,以及4 kb的片内sram,同时还可以扩展外部存储器;采用先进的risc结构,大部分指令在一个时钟周期内完成;有64个10引脚
摘要:介绍了一种基于ATmega128L和CC2420在2.4GHz频带下工作的无线传感器网络节点的设计和实现,详细讨论了各部分的硬件组成。实验表明,节点可以灵活构成无线传感器网络,节点组成的网络系...
高性能、低功耗的AVR®8位微处理器;先进的RISC结构;133条指令大多数可以在1个时钟周期内完成,32×8通用工作寄存器加上外设控制寄存器,全静态工作;工作于16MHz时性能高达16MIPS;只需2个时钟周期的硬件乘法器;非易失性的程序和数据存储器;128KB的系统内可编程闪存;寿命:10000次写/擦除周期;具有独立锁定位、可选择的启动代码区;通过片内的启动程序实现系统内编程;真正的读、修改、写、操作;4KB的电可擦编程只读存储器芯片,寿命:100000次写/擦除周期;4KB的内部静态随机存取存储器;多达64KB的优化的外部存储器空间;可以对锁定位进行编程以实现软件加密;可以通过SPI实现系统内编程,JTAG接口(与IEEE1149.1标准兼容);遵循JTAG标准的边界扫描功能;支持扩展的片内调试;通过JTAG接口实现对闪存,电可擦编程只读存储器芯片,熔丝位和锁定位的编程;外设特点:2个具有独立的预分频器和比较器功能的8位定时器/计数器, 2个具有预分频器、比较功能和捕捉功能的16位定时器/计数器;具有独立预分频器的实时时钟计数器;2路8位PWM;6路分辨率可编程(2到16位)的PWM;输出比较调制器;8路10位模数转换器;8个单端通道;7个差分通道;2个具有可编程增益(1倍,10倍或200倍)的差分通道;面向字节的两线接口;2个可编程的串行发射机;可工作于主机/从机模式的SPI串行接口;具有独立片内振荡器的可编程看门狗定时器;片内模拟比较器;特殊的处理器特点;上电复位以及可编程的掉电检测,片内经过标定的RC振荡器;片内/片外中断源;6种睡眠模式:空闲模式、模数转换器噪声抑制模式、省电模式、掉电模式、待命状态模式以及扩展的待命状态模式;可以通过软件进行选择的时钟频率通过熔丝位;全局上拉禁止功能;I/O和封装;1.1个可编程I/O口线;64引脚TQFP封装;工作电压:4.5~5.5V;速度等级:0~16MHz
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