無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通信芯片的選擇
發(fā)布時(shí)間:2012/4/12 19:21:41 訪問次數(shù):2252
隨著集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展,無線通信 FDC606P 芯片的體積越來越小,價(jià)格也越來越低,這也更符合了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)微型化和低成本的要求。所以,在無線通信芯片的選擇中就要更加關(guān)注于芯片的性能,包括載波頻段、工作電壓、傳輸距離等。
目前,真正用于傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中的無線通信芯片并不多,主要有RFM公司的TR1000芯片,以及Chipcon公司的CC1000、CC1020、CC2420等芯片。這些芯片從性能上看各有千秋,都有各自的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用領(lǐng)域。表10-2所示為TR1000和CC1000兩種芯片性能的比較。
綜合比較結(jié)果來看,CC1000芯片的性能要略優(yōu)于TR1000,且CC1000芯片本身支持多信道調(diào)頻,擴(kuò)展了傳感器節(jié)點(diǎn)的通信功能,為應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了新的處理手段。因此,在當(dāng)前的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中,有很大一部分使用CC1000芯片作為節(jié)點(diǎn)的無線通信芯片(如Mica2節(jié)點(diǎn)、GAINS節(jié)點(diǎn)、UbiCell節(jié)點(diǎn)等)。圖10-9所示為CC1000的簡(jiǎn)單棋塊結(jié)構(gòu)圖,圖中只畫出了芯片中的一些主要處理模塊及主要外部引腳。
在接收模式下,CC1000可以看成是一個(gè)傳統(tǒng)的超外差接收器。射頻RF輸入信號(hào)經(jīng)低噪聲放大器LNA放大后翻轉(zhuǎn),進(jìn)入混頻器MIXER。通過混頻器混頻產(chǎn)生中頻IF信號(hào)。在中頻處理階段IF STAGE,該信號(hào)在送入解調(diào)器DEMOD之前被放大和濾波。可選的RSSI信號(hào)或IF信號(hào)也可以通過混頻產(chǎn)生于管腳RSSI/IF。解調(diào)后模塊從管腳DIO輸出解調(diào)數(shù)字信號(hào)。解調(diào)信號(hào)的同步由芯片上的PCLK提供的時(shí)鐘信號(hào)來完成。
在發(fā)送模式下,壓控振蕩器VCO的輸出信號(hào)直接送入功率放大器PA。射頻輸出是通過加在DIO腳上的數(shù)據(jù)進(jìn)行控制的,也就是移頻鍵控FSK。這種內(nèi)部T/R切換電路使天線的連接和匹配設(shè)計(jì)更容易。頻率合成器產(chǎn)生的本振信號(hào)在接收狀態(tài)下送入功放,頻率合成器由晶振XOSC、鑒相器PD、充電脈沖CHARGE PUMP、VCO及分頻器/R和/N構(gòu)成。外接的晶體必須與XOSC管腳相連。只有外圍電感需要與VCO相連。模塊含有3條串行數(shù)據(jù)線接口用于配置寄存器。
隨著集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展,無線通信 FDC606P 芯片的體積越來越小,價(jià)格也越來越低,這也更符合了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)微型化和低成本的要求。所以,在無線通信芯片的選擇中就要更加關(guān)注于芯片的性能,包括載波頻段、工作電壓、傳輸距離等。
目前,真正用于傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中的無線通信芯片并不多,主要有RFM公司的TR1000芯片,以及Chipcon公司的CC1000、CC1020、CC2420等芯片。這些芯片從性能上看各有千秋,都有各自的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用領(lǐng)域。表10-2所示為TR1000和CC1000兩種芯片性能的比較。
綜合比較結(jié)果來看,CC1000芯片的性能要略優(yōu)于TR1000,且CC1000芯片本身支持多信道調(diào)頻,擴(kuò)展了傳感器節(jié)點(diǎn)的通信功能,為應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了新的處理手段。因此,在當(dāng)前的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中,有很大一部分使用CC1000芯片作為節(jié)點(diǎn)的無線通信芯片(如Mica2節(jié)點(diǎn)、GAINS節(jié)點(diǎn)、UbiCell節(jié)點(diǎn)等)。圖10-9所示為CC1000的簡(jiǎn)單棋塊結(jié)構(gòu)圖,圖中只畫出了芯片中的一些主要處理模塊及主要外部引腳。
在接收模式下,CC1000可以看成是一個(gè)傳統(tǒng)的超外差接收器。射頻RF輸入信號(hào)經(jīng)低噪聲放大器LNA放大后翻轉(zhuǎn),進(jìn)入混頻器MIXER。通過混頻器混頻產(chǎn)生中頻IF信號(hào)。在中頻處理階段IF STAGE,該信號(hào)在送入解調(diào)器DEMOD之前被放大和濾波。可選的RSSI信號(hào)或IF信號(hào)也可以通過混頻產(chǎn)生于管腳RSSI/IF。解調(diào)后模塊從管腳DIO輸出解調(diào)數(shù)字信號(hào)。解調(diào)信號(hào)的同步由芯片上的PCLK提供的時(shí)鐘信號(hào)來完成。
在發(fā)送模式下,壓控振蕩器VCO的輸出信號(hào)直接送入功率放大器PA。射頻輸出是通過加在DIO腳上的數(shù)據(jù)進(jìn)行控制的,也就是移頻鍵控FSK。這種內(nèi)部T/R切換電路使天線的連接和匹配設(shè)計(jì)更容易。頻率合成器產(chǎn)生的本振信號(hào)在接收狀態(tài)下送入功放,頻率合成器由晶振XOSC、鑒相器PD、充電脈沖CHARGE PUMP、VCO及分頻器/R和/N構(gòu)成。外接的晶體必須與XOSC管腳相連。只有外圍電感需要與VCO相連。模塊含有3條串行數(shù)據(jù)線接口用于配置寄存器。
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