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送。 2 无线数据采集终端硬件设计 2.1 数据采集终端 采集终端是自动抄表系统安装在现场的低端设备，它主要负责对单个电表的数据进行采集，并且将每个用户的数据分别存储，当接收到集中器的命令时，将用户数据发给集中器。如果为每个电能表都配备1个数据采集器，将会导致系统结构复杂、成本高。因此，要求每个采集器可采集多个电能表的电量数据，并把统计的电量保存到相应的存储器空间，方便集中器进行抄读和控制。 本文设计的无线采集终端基于chipon公司的zigbee soc解决方案，采用低功耗的cc2430-f128无线通信芯片。采集终端的下行通道采用rs-485总线与多台电能表连接，用于电能表的数据采集和对电能表的通断电控制。采集器的上行通道采用zigbee无线传感器网络技术，每个采集终端都作为zigbee网络的1个终端节点，多个终端节点和1个集中器组成网状网络，采集终端通过网络与数据集中器进行数据交互，实现电表数据的远传。图2 所示为本文设计的低压电力无线抄表系统结构。 2.2 采集终端硬件设计 系统的硬件结构如图3所示。它实现的功能是与外界的通信和数据的存储，其结构主要包括：cc2430-
zigbee一站式产品。它具有芯片可编程闪存，以及通过认证的zigbee协议栈，所有这些都集成在一个硅片内。 cc2430也是chipcon公司smartrf03家族中的一个关键的部分，基于chipcon的cc2420 zigbee射频收发器——其出货量已经超越100万片。cc2430尺寸大约是1克拉钻石大小，其设计结合了射频、可编程的微控制器、闪存、ieee802.15.4与zigbee软体。cc2430 soc家族包括3个不同产品：cc2430-f32、cc2430-f64和cc2430-f128。它们的区别在于内置闪存的容量不同(32，64和128k字节)，以及针对不同ieee 802.14.5/zigbee应用的成本优化。 chipcon公司的zigbee soc解决方案面向家庭和楼宇自动化，供暖、通风和空调系统，自动抄表，医疗设施，家庭娱乐，物流和其它终端市场，在这些应用中，线缆都可以被相当便宜和低功耗的无线通信所取代。cc2430将让制造商开发出无接口，紧凑，高性能和可靠的无线网络产品，用该芯片作为在系统中的主动设备，并缩短上市时间以及将生产和测试成本降到最低。cc243
并最终使开环输入的两个电压相等，此时满足下式: rsen × iled = va /d·r6 / ( r5+ r6)。电路中的r5 和r6 主要是将a /d 转换器的输出电压进行分压，以便能使用更小的采样电阻，提高效率。考虑到d /a 芯片的位数和整体的精度，本文中的线性电流控制电路能做到500 ∶ 1 的输出电流比。 图5 利用ad5611 搭建的模拟调光电路 3 zigbee 控制及监测 3. 1 硬件设计 无线通信控制模块使用的是texas instruments的cc2430-f128 芯片， 这款芯片专门针对ieee802. 15. 4 和zigbee 应用。芯片内部结合了一个cc2420 无线电内核， 增强的8051mcu，128kb的系统可编程闪存，8kb 的sram，8 路8 ～ 14 位的adc，4 个定时器，2 个串行通信接口模块，aes 协同处理器，看门狗定时器，上电复位电路，掉电检测电路和21 个通用io 口，如图6 所示。 图6 cc2430 芯片的内部结构框图 如图3 所示，cc2430 芯片通过ac /dc 电源供电，并承担着输出电流控制和电
的传输距离在10-75m的范围内，但可以继续增加。 2 系统硬件设计 系统硬件分为人体血氧饱和度无线传感器节点和网关节点。 2.1 无线传感器节点系统硬件总体设计 系统由三大部分组成：血氧饱和度传感器、信号处理电路以及无线通信电路，如图1所示。 血氧饱和度传感器采用透射式人体血氧传感器探头，输出4ma~20ma电流模拟信号。信号处理电路以ti公司的msp43fg437为控制核心，无线通信电路以能够支持ieee 802.15.4 zigbee通信协议的chipcon公司的cc2430-f128射频芯片为无线通信电路核心。值得注意的是为了实现真正意义上的"无线传感器",系统硬件设计要求小型化、紧凑化，而且为了便于以后该系统在应用领域的可移植性，系统电源部分设计为两节干电池供电，这样既能够发挥zigbee通信协议的优势，又能够很好地实现无线传感器的"无线"、"便携"特点。 2.2 信号处理电路硬件设计 信号处理电路是本系统的核心部分，其作用是驱动人体血氧传感器工作，采集人体血氧饱和度传感器的模拟量信号，处理血氧饱和度信号，并将经过处理的信号通过片上串口通信方式传送给无线通信电路。
zigbee一站式产品。它具有芯片可编程闪存，以及通过认证的zigbee协议栈，所有这些都集成在一个硅片内。 cc2430也是chipcon公司smartrf03家族中的一个关键部分，基于chipcon的cc2420 zigbee射频收发器——其出货量已经超越100万片。cc2430尺寸大约是1克拉钻石大小(7×7mm)，其设计结合了射频、可编程的微控制器、闪存、ieee802.15.4与zigbee软体。cc2430 soc家族包括3个不同产品：cc2430-f32、cc2430-f64和cc2430-f128。它们的区别在于内置闪存的容量不同(32，64和128k字节)，以及针对不同ieee 802.14.5/zigbee应用的成本优化。 chipcon公司的zigbee soc解决方案面向家庭和楼宇自动化，供暖、通风和空调系统，自动抄表，医疗设施，家庭娱乐，物流和其它终端市场，在这些应用中，线缆都可以被相当便宜和低功耗的无线通信所取代。cc2430将让制造商开发出无接口，紧凑，高性能和可靠的无线网络产品，用该芯片作为在系统中的主动设备，并缩短上市时间以及将生产和测试成本降到最低。cc2430
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