基于TI CC1110无线传感网络节点的设计与电路优化

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现在备受关注的无线传感技术,在各方面都有着广泛的应用,例如军事应用,环境监测,数据采集,医疗护理,定位等方面。该技术被认为是21世纪最有发展前景的技术之一。而在无线传感技术应用中智能家居,医疗护理等应用的短距离无线通信网络需要满足低成本低功耗的要求,为了适应这些要求,TI推出了大量的芯片如CC2530, CC2430.这些芯片都是工作在2.4G频段,蓝牙,wifi等一些网络也工作于这一频段,这一频段的特点是信号直线传输时衰减小,基于应用的协议栈成熟。但是缺点是绕射能力较差,在家庭等有障碍的环境下通信需要更多的节点进行直线传输来增加通信的距离。而TI推出的另一款片上系统CC1110芯片,能够在433M、868M波段应用,而且使用了SimpliciTl网络协议,这样能够降低系统的成本,并且占用更少的MCU的资源,它对于ZigBee而言是一种很好的补充。随着信号进入高速时代,一些以前没有出现问题的固定电路现在却无法正常工作,针对这一现象,对于高速硬件系统都需要考虑信号完整性问题。而且对无线传感网络节点进行信号完整性分析可以避免电路遇到诸如反射串扰等问题,同时提高系统通信性能。本文首先基于CC1110芯片进行了无线传感网络系统的设计,并对设计的模块进行通信性能测试,为基于RSSI等参数的应用提供了理论依据。然后通过ADS仿真系统的射频部分,通过仿真结果可知道修改后的BULLUN电路在仿真后可以有更好的回波损耗,而且阻抗匹配优于原始的电路设计。再通过仿真的结果重新设计射频模块,并对实物测试。最后比较优化的系统和之前的系统。本文主要工作如下:1.以CC1110通信芯片为核心,设计无线传感网络节点,利用TI的SimipliciTI协议给出无线传感节点通信的软件方案,使节点可以实现点对点通信,并可以通过串口显示通信的数据。2.通过完整性理论指导PCB制版,对TI原版的PCB中器件的布局等一些地方进行改进,并通过SmartRF软件测试设计的通信节点的通信的性能参数如RSSl,CRC数据等,为与之相关的应用提供理论铺垫。3.通过理论计算得到新的bulun电路,然后通过ADS原理图,版图和协司仿真仿真计算得到的射频电路,然后比较两种射频电路的仿真参数,最后对改进的电路进行测试,并通过组网距离和绕射实验比较它和原版通信性能。
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