翟 巍,劉 成,田永春

(中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十研究所,四川成都610041)

基于OMAPL138芯片的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

翟 巍,劉 成,田永春

(中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十研究所,四川成都610041)

隨著傳感器技術(shù)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展,無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在軍事和商業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)具有感知和路由的功能,是構(gòu)成無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本單元。針對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)的特點(diǎn),基于雙核架構(gòu)OMAPL138為核心設(shè)計(jì)了一種低功耗高性能無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)。在介紹OMAPL138的基礎(chǔ)上,詳細(xì)闡述了傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)過(guò)程,包括硬件體系結(jié)構(gòu)和軟件開(kāi)發(fā)流程,提出一種無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)方案。該方案可廣泛應(yīng)用于其他區(qū)域的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建。

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 節(jié)點(diǎn) 雙核架構(gòu)

0 引 言

隨著傳感器技術(shù)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及嵌入式處理技術(shù)的發(fā)展,無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)正逐漸成為現(xiàn)代信息技術(shù)中的一個(gè)熱門的研究領(lǐng)域,受到廣泛關(guān)注。與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)相比,無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)隨機(jī)布設(shè)、多跳通信、自組織和協(xié)同工作等特點(diǎn)使得它在軍事、工業(yè)、智能家居、環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)療保健等諸多領(lǐng)域都有著廣闊的應(yīng)用前景,尤其適合部署在惡劣環(huán)境和人不宜到達(dá)場(chǎng)所。

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)主要由大量具有通信計(jì)算能力的微小傳感器節(jié)點(diǎn)及少量的匯聚節(jié)點(diǎn)通過(guò)無(wú)線通信方式而構(gòu)成。傳感器節(jié)點(diǎn)一方面完成目標(biāo)傳感信息的采集和預(yù)處理,另一方面對(duì)本身采集的數(shù)據(jù)和收到其它節(jié)點(diǎn)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合,轉(zhuǎn)發(fā)到匯聚節(jié)點(diǎn)并響應(yīng)匯聚節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)及指令[1]。傳感器節(jié)點(diǎn)是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中最基本的元素同時(shí)也是最重要的元素,其主要特點(diǎn):數(shù)量大、體積小、功能強(qiáng)、能耗低、成本低。傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣直接決定整個(gè)系統(tǒng)的功能能否實(shí)現(xiàn)、各性能指標(biāo)能否符合要求。因此對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的首要任務(wù),基于OMAPL138平臺(tái)設(shè)計(jì)的傳感器節(jié)點(diǎn)采用雙核架構(gòu),功能強(qiáng)、功耗低,具有高可靠性、高集成度、高靈活性、高性價(jià)比等特點(diǎn)。

1 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

無(wú)線傳感器系統(tǒng)的物理實(shí)體通常包括:傳感器節(jié)點(diǎn)、匯聚節(jié)點(diǎn)、接入節(jié)點(diǎn)、管理及應(yīng)用系統(tǒng)終端(簡(jiǎn)稱管理應(yīng)用終端),圖1為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

圖1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Fig.1 Structure diagram of WSN

傳感器節(jié)點(diǎn)和匯聚節(jié)點(diǎn)隨機(jī)布設(shè)在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)部或附近,該過(guò)程可以通過(guò)人工部署、飛行器撒播或彈射等方式完成,傳感器節(jié)點(diǎn)主要利用各種感知探測(cè)手段完成對(duì)目標(biāo)信息的捕獲(譬如聲音、震動(dòng)、紅外、圖像等)和初步處理,并通過(guò)無(wú)線方式向某個(gè)匯聚節(jié)點(diǎn)上報(bào),匯聚節(jié)點(diǎn)收集并融合處理其周圍各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)交過(guò)來(lái)的感知信息,然后通過(guò)傳感器網(wǎng)絡(luò)按既定格式將數(shù)據(jù)送至接入節(jié)點(diǎn)[2],接入節(jié)點(diǎn)將匯聚來(lái)的大量信息通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)IP網(wǎng)絡(luò)向管理應(yīng)用終端傳送。整個(gè)系統(tǒng)最終通過(guò)管理應(yīng)用終端對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行融合、計(jì)算和處理,向用戶提供應(yīng)用服務(wù),輸出監(jiān)測(cè)結(jié)果信息。

2 節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)

傳感器節(jié)點(diǎn)的基本硬件功能模塊組成如圖2所示。

圖2 無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)硬件框Fig.2 Hardware diagram of wireless sensor node

主要由傳感采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊(包括CPU、存儲(chǔ)器等)、無(wú)線通信模塊和電源模塊組成[3]。傳感采集模塊包括各種傳感器、調(diào)理電路和A/D轉(zhuǎn)換器,用于感知、采集數(shù)據(jù)和執(zhí)行各種控制動(dòng)作;數(shù)據(jù)處理模塊是節(jié)點(diǎn)的核心模塊,用于完成數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、執(zhí)行通信協(xié)議和節(jié)點(diǎn)調(diào)度管理等工作;無(wú)線通信模塊用于完成無(wú)線通信任務(wù);電源模塊是所有電子系統(tǒng)的基礎(chǔ),為傳感器節(jié)點(diǎn)提供能量供應(yīng)。

2.1 傳感采集模塊

傳感采集模塊主要負(fù)責(zé)完成目標(biāo)區(qū)域內(nèi)信息的采集和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,主要包括傳感器和調(diào)理采集電路兩部分。傳感采集模塊中傳感器的選擇應(yīng)根據(jù)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)所在的地區(qū)環(huán)境特點(diǎn)而定,以適應(yīng)溫度、濕度、聲音、震動(dòng)、紅外等不同探測(cè)信號(hào)的要求。傳感器后端的調(diào)理電路主要完成將傳感器采集到的模擬信號(hào)放大、濾波,轉(zhuǎn)換成能與A/D轉(zhuǎn)換器相適配的信號(hào)。由于無(wú)人傳感器網(wǎng)絡(luò)大多部署在環(huán)境惡劣的區(qū)域內(nèi),傳感器采集輸出的原始信號(hào)非常微弱,很容易被噪聲淹沒(méi),因此傳感采集模塊的調(diào)理電路既能有效抑制噪聲干擾又能放大原始信號(hào),需要設(shè)計(jì)低功耗、低噪聲、高增益的調(diào)理放大電路。依據(jù)具體傳感器網(wǎng)絡(luò)部署的環(huán)境特點(diǎn),本設(shè)計(jì)傳感器采集模塊主要提供了聲音、震動(dòng)、圖像、紅外四種傳感器。

2.2 數(shù)據(jù)處理模塊

數(shù)據(jù)處理模塊是無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的計(jì)算核心,所有設(shè)備的控制、任務(wù)調(diào)度、能量計(jì)算和功能協(xié)調(diào)、通信協(xié)議、數(shù)據(jù)整合和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)程序都在這個(gè)模塊的支持下完成,因此數(shù)據(jù)處理模塊CPU的選擇在傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)中是至關(guān)重要的。由于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)自身的特點(diǎn),CPU選型應(yīng)該重點(diǎn)滿足以下方面要求:

1)低功耗:受工作環(huán)境限制,無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的能量供給通常依賴電池,使用過(guò)程中難以更換或者充電,這就要求節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)必須考慮節(jié)能低功耗。

2)高集成度:受外形尺寸的限制模塊必須能夠提供足夠多的接口。

3)較強(qiáng)的處理能力:隨著感知信息的多樣化,網(wǎng)絡(luò)對(duì)節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)性要求很高,要求處理器的實(shí)時(shí)處理能力要強(qiáng)。

4)靈活性和擴(kuò)展性:多功能傳感器節(jié)點(diǎn)是傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)展的趨勢(shì),要求在設(shè)計(jì)的過(guò)程中充分考慮節(jié)點(diǎn)的靈活性和擴(kuò)展性。

傳統(tǒng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的處理器大多選用的是ATMEL或TI公司的8位單片機(jī),其使用簡(jiǎn)單、功耗較低,但是運(yùn)算能力有限、擴(kuò)展接口少、集成度低,很難滿足當(dāng)前的傳感器節(jié)點(diǎn)日益復(fù)雜的功能需求?；谛滦蛡鞲衅鞴?jié)點(diǎn)的需求以及對(duì)CPU芯片性能、功耗的研究,本系統(tǒng)采用TI公司基于ARM+DSP雙核架構(gòu)的超低功耗處理器OMAPL138作為數(shù)據(jù)處理模塊的CPU。OMAPL138處理器的主要特性[4]:

1)低功耗:功耗范圍從12 mW(深度休眠)到480 mW(最大總功耗),支持DVS、DFS等節(jié)能策略。

2)高性能:ARM926EJ 300MHz和DSP C674X 300 MHz雙核架構(gòu)。

3)豐富外圍接口:提供主機(jī)DMA端口、UART、McASP/McBSP、SPI、I2C、MMC/SD控制器、USB1.1/2.0接口、SATA、eCAP以及eQEP等豐富的外圍接口。

4)高集成度:支持通用并行端口(UPP)可為FPGA、高速A/D、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器以及處理器間通信提供直接接口,VPIF接口可直接連接圖像傳感器。

5)高擴(kuò)展性:支持標(biāo)準(zhǔn)EMIF接口,支持Nor-Flash、NandFlash等存儲(chǔ)模塊;支持DDR2、mDDR外擴(kuò)存儲(chǔ)器擴(kuò)展。

本系統(tǒng)所涉及的各個(gè)硬件模塊均是直接從OMAPL138的片上接口引出,硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單可靠,軟件編程方便快捷,不僅縮小了板卡體積、降低了成本,而且也降低了開(kāi)發(fā)難度,縮短研發(fā)周期。

2.3 無(wú)線通信模塊

無(wú)線通信模塊由無(wú)線射頻模塊和天線組成,主要負(fù)責(zé)與其它節(jié)點(diǎn)進(jìn)行無(wú)線通信,交換控制消息和收發(fā)數(shù)據(jù)。同時(shí)無(wú)線傳輸模塊也是傳感器節(jié)點(diǎn)主要的耗能模塊之一,是傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。無(wú)線通信模塊采用的調(diào)制模式、數(shù)據(jù)率、發(fā)射功率都是影響通信能量消耗的關(guān)鍵因素,因此選擇無(wú)線收發(fā)芯片時(shí)應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)因素:功耗、發(fā)射功率、頻段、無(wú)線芯片所需要的外圍元件數(shù)量等。

本系統(tǒng)采用GainSpan公司推出的符合802. 11b/g/n標(biāo)準(zhǔn)的SOC無(wú)線射頻模塊GS1011M,它是基于單芯片的解決方案,模塊功能高度集成、接口資源豐富,只需極少的外部電路,性能穩(wěn)定且功耗極低(μW)。GSM1011M的主要性能特點(diǎn):

1)高集成單芯片,集成了射頻、基帶、MAC、CPU、RTC、SRAM和FLASH。

2)支持IEEE標(biāo)準(zhǔn)802.11b/g/n協(xié)議,最高速率可達(dá)11 Mb/s。

3)3.3 V單電源供電,通過(guò)動(dòng)態(tài)電源管理,可獲得極低的功耗。

2.4 電源模塊

電源模塊主要為傳感器節(jié)點(diǎn)提供運(yùn)行所需的能量,電源模塊直接關(guān)系到傳感器節(jié)點(diǎn)的壽命、成本、體積和設(shè)計(jì)復(fù)雜度。電池供電是目前傳感器節(jié)點(diǎn)比較常見(jiàn)的供電方式,本系統(tǒng)采用鋰電池供電,其能量密度高體積小,支持剩余電能檢測(cè)上報(bào)。電源模塊將剩余電能信息上報(bào)至節(jié)點(diǎn),傳感器節(jié)點(diǎn)依據(jù)自身剩余電能信息采取休眠算法在不同工作狀態(tài)之間動(dòng)態(tài)切換,從而最大限度的延長(zhǎng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)使用壽命,提高傳感器節(jié)點(diǎn)的使用周期[5]。

3 節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)

嵌入式操作系統(tǒng)是嵌入式系統(tǒng)的核心,它主要負(fù)責(zé)分配嵌入式系統(tǒng)的硬件資源和軟件資源,同時(shí)調(diào)度硬件和軟件的工作。由于嵌入式系統(tǒng)資源的嚴(yán)格限制,嵌入式操作系統(tǒng)必須具有良好的可剪裁性、可移植性、強(qiáng)實(shí)時(shí)性、高可靠性以及可擴(kuò)展性。常見(jiàn)的嵌入式操作系統(tǒng)有:Vxworks、PSOS、Nucleus、WinCE、Linux等。本設(shè)計(jì)中選用了目前比較流行的Linux作為嵌入式操作系統(tǒng),并基于這一平臺(tái)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)。Linux內(nèi)核采用Linux2.6.32版本,通過(guò)Vmware虛擬機(jī)制作RAMDISK文件并燒寫至Flash中的。節(jié)點(diǎn)上電以后,u-boot會(huì)從Flash中讀取RAMDISK文件到內(nèi)存,當(dāng)嵌入式系統(tǒng)啟動(dòng)以后,便可以把它當(dāng)作文件系統(tǒng)使用。

由于OMAPL138內(nèi)含ARM9和C674X DSP兩個(gè)內(nèi)核,因此軟件開(kāi)發(fā)需在兩個(gè)不同的環(huán)境下進(jìn)行: ARM內(nèi)核采用嵌入式Linux開(kāi)發(fā)環(huán)境、DSP內(nèi)核采用CCS集成開(kāi)發(fā)環(huán)境[6]。傳感器節(jié)點(diǎn)的軟件組織結(jié)構(gòu)視圖如圖3所示。軟件構(gòu)成包括ARM模塊和DSP模塊,ARM端主要包括系統(tǒng)管理控制、數(shù)據(jù)分發(fā)控制、信息控制、通信協(xié)議棧以及Linux操作系統(tǒng);DSP端在TI DSP/BIOS下主要完成傳感器采集信號(hào)的處理;ARM和DSP雙核之間的通信和數(shù)據(jù)的交互采用專用的底層雙核通信模塊DSPLINK,通過(guò)DSPLINK可共享片內(nèi)一塊RAM內(nèi)存區(qū)域和片外的DDR。

圖3 傳感器節(jié)點(diǎn)軟件組織結(jié)構(gòu)視圖Fig.3 Structure diagram of sensor node software

3.1 ARM模塊

傳感器節(jié)點(diǎn)提供的大多數(shù)外設(shè)均是連接在OMAPL138芯片的ARM端的,通過(guò)運(yùn)行在ARM模塊的軟件來(lái)管理節(jié)點(diǎn)外設(shè)及程序的運(yùn)行。

Linux系統(tǒng)啟動(dòng)以后,對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行初始化設(shè)置,包括網(wǎng)絡(luò)的初始化、節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)、與匯聚節(jié)點(diǎn)握手通信等。信息控制模塊主要完成采集控制、DSPLINK傳輸控制、指令控制三類功能,采集控制通過(guò)對(duì)FPGA驅(qū)動(dòng)的設(shè)置來(lái)操作節(jié)點(diǎn)配備的聲、震動(dòng)、紅外、圖像傳感器;DSPLINK傳輸控制主要負(fù)責(zé)在ARM模塊和DSP模塊之間搭建通道,實(shí)現(xiàn)ARM對(duì)DSP上算法的控制和數(shù)據(jù)傳輸[7];指令控制模塊主要負(fù)責(zé)接收后端模塊或者節(jié)點(diǎn)自身的各種指令,完成解析并進(jìn)行相應(yīng)的處理。數(shù)據(jù)分發(fā)控制模塊將采集到的節(jié)點(diǎn)的聲音幀、震動(dòng)幀、紅外幀和圖像幀根據(jù)數(shù)據(jù)自身時(shí)間戳篩選出同一時(shí)刻不同傳感器采集的數(shù)據(jù)幀,進(jìn)行多傳感器信息融合算法計(jì)算,封裝成融合數(shù)據(jù)幀。系統(tǒng)管理控制模塊主要負(fù)責(zé)處理匯聚節(jié)點(diǎn)發(fā)送的各種系統(tǒng)控制信息和節(jié)點(diǎn)上無(wú)線模塊的數(shù)據(jù)傳輸控制。ARM模塊的軟件流程圖如圖4所示。

圖4 ARM模塊軟件流程Fig.4 Flow chart of the ARM module

3.2 DSPLINK模塊

DSPLINK模塊是ARM端和DSP端之間通信的橋梁,在ARM端和DSP端作用類似。在ARM端作為L(zhǎng)inux內(nèi)核的一部分存在,通過(guò)驅(qū)動(dòng)提供API接口直接操作;在DSP端則是連接到TI提供的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)DSP/BIOS,也作為驅(qū)動(dòng)存在。通過(guò)DSPLINK軟件模塊使得ARM和DSP直接實(shí)現(xiàn)無(wú)縫通信。DSPLINK的軟件架構(gòu)如圖5所示。

3.2.1 GPP端

GPP端主要對(duì)運(yùn)行在ARM上的嵌入式操作系統(tǒng)提供支持,比較常用的是Linux和WinCE。對(duì)ARM端的用戶提供API直接屏蔽底層,直接操作共享內(nèi)存實(shí)現(xiàn)通信。DSPLINK API的主要組件有:

1)PROC:PROC組件在CPP的應(yīng)用中表示DSP處理器,該組件主要提供以下服務(wù):初始化DSP,加載DSP代碼,讀寫、運(yùn)行DSP程序,響應(yīng)其他平臺(tái)的控制。

2)CHNL:CHNL是channel的縮寫,表示一個(gè)邏輯通道,負(fù)責(zé)GPP與DSP之間的數(shù)據(jù)傳輸,CHNL具有無(wú)方向性,通道方向可以在運(yùn)行時(shí)進(jìn)行配置。如果多通道復(fù)用在CPP端和DSP端的一條物理連接上,物理連接是基于link和相關(guān)link驅(qū)動(dòng)特性。被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中不包含目的地址和源地址的任何信息,數(shù)據(jù)發(fā)送端和接收端的數(shù)據(jù)通路需要初始化時(shí)建立完畢。CHNL組件采用issue-reclaim模式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,基于DSP/BIOS的SIO模塊模仿issuereclaim行為模式。

3)MSGQ:MSGQ表述消息隊(duì)列方式,負(fù)責(zé)GPP端與DSP端可變長(zhǎng)度短消息的交互,基于DSP/BIOS的MSGQ模塊實(shí)現(xiàn)。消息的收發(fā)都要以隊(duì)列的方式進(jìn)行,發(fā)送者將消息寫入到消息隊(duì)列中,消息接收者從消息隊(duì)列中接收信息。一個(gè)消息隊(duì)列只可以有一個(gè)接收者,但可以有多個(gè)發(fā)送者,一個(gè)任務(wù)可以讀寫多個(gè)消息隊(duì)列。

4)POOL:POOL模塊提供了API用于控制存儲(chǔ)器池的創(chuàng)建和關(guān)閉,POOL創(chuàng)建的存儲(chǔ)器池由CHNL和MSGQ調(diào)用,用于創(chuàng)建數(shù)據(jù)傳遞和消息傳遞的緩存區(qū)。

圖5 DSPLINK軟件架構(gòu)Fig.5 Software architecture of DSPLINK

3.2.2 DSP端

DSP端不支持DSPLINK的API,主要功能是數(shù)字信號(hào)處理,其通信則是基于TI提供的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)DSP/BIOS中的SIO、GIO、MSGQ等模塊實(shí)現(xiàn)的。因此傳感數(shù)據(jù)的算法必須運(yùn)行在DSP/BIOS上。

3.3 DSP模塊

OMAPL138芯片中的DSP模塊在本設(shè)計(jì)中只是一個(gè)協(xié)處理器,僅用于傳感器數(shù)據(jù)處理。由模擬前端A/D采集得到的聲、震動(dòng)、紅外、圖像傳感數(shù)據(jù)通過(guò)FPGA送至DSP端的片上外設(shè)UPP接口[8], UPP將接收到的各種傳感器數(shù)據(jù)依據(jù)其標(biāo)簽進(jìn)行分類后交給DSP模塊中不同的算法模塊進(jìn)行處理,傳感算法模塊處理后得到聲音的原始數(shù)據(jù)、識(shí)別結(jié)果、定位參數(shù),震動(dòng)的原始數(shù)據(jù)、識(shí)別結(jié)果、定位參數(shù),紅外和圖像的原始數(shù)據(jù)、識(shí)別結(jié)果,最終通過(guò)DSPLINK傳送至ARM模塊,完成數(shù)據(jù)分發(fā)控制和系統(tǒng)管理。DSP模塊的軟件流程圖如圖6所示。

圖6 DSP模塊軟件流程Fig.6 Flow chart of the DSP module

4 結(jié) 語(yǔ)

為滿足低功耗高性能傳感器節(jié)點(diǎn)的需求,設(shè)計(jì)了一種基于OMAPL138的無(wú)線傳感器系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)。該節(jié)點(diǎn)接口豐富、性能強(qiáng)大且體積小、功耗低,不僅滿足多樣的傳感器接口,還能夠?qū)崟r(shí)處理采集的傳感數(shù)據(jù)使得復(fù)雜的算法得以實(shí)現(xiàn),嵌入式開(kāi)源的Linux系統(tǒng)也使得軟件的配置更加靈活。該節(jié)點(diǎn)已成功應(yīng)用于無(wú)人值守網(wǎng)絡(luò)化傳感器系統(tǒng),運(yùn)行可靠穩(wěn)定,還可廣泛應(yīng)用于其他領(lǐng)域的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)構(gòu)建。

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ZHAI Wei(1982-),male,M.Sci.,engineer,mainly engaged in the research of wireless sensor network.

劉 成(1986—),男,碩士,工程師,主要研究方向?yàn)閿?shù)字信號(hào)處理;

LIU Cheng(1986-),male,M.Sci.,engineer,mainly engaged in digital signal processing.

田永春(1974—),男,博士,高級(jí)工程師,主要研究方向?yàn)閼?zhàn)術(shù)通信系統(tǒng)。

TIAN Yong-chun(1974-),male,Ph.D.,senior engineer, mainly engaged in the research oftactical communication system.

Design of Wireless Sensor Network Node based on OMAPL138 Chip

ZHAI Wei,LIU Cheng,TIAN Yong-chun
(No.30 Institute of CETC,Chengdu Sichuan 610041,China)

With the rapid development of sensor and wireless network technology,wireless sensor network would have large application prospects in military and commercial areas.The nodes with perception and routing functions in the wireless sensor network are the elementary units of the whole network.Aiming at the features of sensor network node,and based on dual-core architecture OMAPL138,a wireless sensor network node with low power-consumption and high performance is designed.With the introduction of OMAPL138,the design process and implementation of sensor network node are also described,including the hardware architecture and the software development procedure.This solution could be applied in the construction of wireless sensor network in other fields.

wireless sensor network;node;dual-core architecture

TP212.9

A

1002-0802(2014)02-0221-05

10.3969/j.issn.1002-0802.2014.02.020

翟 巍(1982—),男,碩士,工程師,主要研究方向?yàn)闊o(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò);