无线传感器网络及应用实训书(同名)

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1、无线传感器网络及应用实训书122重庆航天职业技术学院无线传感器网络及应用实训任务书钱硕编著2014/6/24摘要：本文主要对CC2530射频模块；IEEE802.15.4数据帧格式；CC2530发送模式；接收模式；射频频率和通道的介绍以及对CC2530点对点通信实施和分析。122无线传感器网络及应用实训书122前言21世纪以来，随着微电子技术的不断进步极大地推动了计算机和通信设备的普及个迅猛发展，PC机、掌上电脑、移动电话、无绳电话等进入了人们日常和工作中，成为了人们生活中不可缺少的一部分。但大多数这些设备和使用终端间的信息传送都是依靠有线网络进行的。各种总线技

2、术，局域网技术等有线网络的使用的确给人们的生产和生活带来了便利，改变了我们的生活，对社会的发展起到了极大的推动作用。有线网络速度快，数据流量大，可靠性强，对于基本固定的设备来说无疑是比较理想的选择，的确在实际应用中也达到了比较满意的效果。在传感器技术和计算机技术取得突破性进展之后，一种名叫无线传感器网络的通信系统跃然而出，它以其低成本、低功耗、对等通信等三大优势渐渐成为新兴通信技术中的一大热点。现如今，无线传感器网络被认为21世纪最具有影响力的改变世界的10大技术之一。伴随着传感器技术本身不断地在发展、深化和交叉，从原先单一的敏感元件发展到混合集成传感器、智能传

3、感器等，真正朝着无所不在的信息获取技术方向迈进，无线传感器网络技术异军突起，包括在国防安全、工农业领域各种控制、城市管理、生物医疗、环境监测、抢险救灾、防恐反恐、危险区域远程控制等许多领域都体现了重要的科研价值和实用价值，具有十分广阔的应用前景。于是乎，深化研究无线传感网络、为无线传感器网络寻找一种具备成本低廉，节约功耗而有组网能力较强的无线网络协议的需求变得十分迫切，也是当今通信科技发展的主题。122无线传感器网络及应用实训书122目录前言21.CC2530射频模块介绍41.12802.15.4帧格式51.2MAC层61.3CC2530射频发送模式61.4CC

4、2530射频接收模式81.5CC2530射频频率和通道122.CC2530点对点通信实施132.1硬件环境132.2软件环境133.总结19122无线传感器网络及应用实训书122122无线传感器网络及应用实训书1221.CC2530射频模块介绍CC2530内部的模拟无线电模块是由其RF内核（RF_core）部分控制，RF内核在CC2530的8051微处理器和无线电之间提供一个接口，它可以发出命令、读取状态和自动对无线电事件排序。CC2530RF内核的有限状态机（简称FSM）子模块控制射频收发器的状态、发送和接收FIFO，以及大部分动态受控的模拟信号，比如模拟模块

5、的上电/掉电。FSM用于为事件提供正确的顺序（比如在使能接收器之前执行一个FS校准）。而且，它为来自解调器的输入帧提供分步处理：读帧长度、计算收到的字节数、检查FCS、最后成功接收帧后，可选择性地处理自动传输ACK帧等。在执行发送射频是时执行类似的操作，包括在传输前执行一个可选的CCA，并在接收一个ACK帧的传输结束后自动回到RX。最后，FSM控制在调制器/解调器和RAM的TXFIFO/RXFIFO之间传输数据。图8-1为CC2530的射频控制模块图8-1CC2530RF控制模块（1）调制器(Modulator)把原始数据转换为I/Q信号发送到发送器DAC。数据

6、遵守IEEE802.15.4标准。（2）、解调器（Demod）负责从收到的信号中检索无线数据，解调器幅度受自动增益控制器（AGC）控制。AGC调整模拟LAN的增益，使接收器的信号幅度保持恒定。122无线传感器网络及应用实训书122（4）、帧过滤和源匹支持RF内核中FSM的所有操作，同时实现IEEE802.15.4所定义的帧过滤和源地址匹配；（5）、频率合成器（FS）为RF信号产生载波。（6）、命令选通处理器（CSP）处理CPU发出的所有命令。该命令选通处理器还包括一个24字节程序存储器；这样选通处理器不需要微处理器干预的情况下自动执行CSMA-CA算法。（7）、

7、CC2530的无线电RAM包括发送数据FIFO（TXFIFO）和接收数据FIFO（RXFIFO），每个FIFO都是128字节。另外，无线电RAM为帧过滤和源匹配存储参数余留了128字节。（8）、CC2530包括一个用于无线电事件定时计算的MAC定时器（定时器2），以捕获输入数据包的时间戳。同时，MAC定时器甚至在睡眠模式下也保持定时器计数。1.12802.15.4帧格式IEEE802.15.4的帧格式如图8-2所示图8-2IEEE802.15.4帧格式示意图1、PHY层（1）、同步头：同步头（SHR）包括帧引导序列，接下来是帧开始界定符（SFD）。在IEEE80

8、2.15.4规范中，帧引