关于IEEE 802.15.4的CC2530无线数据收发设计.doc
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1、关于IEEE 802154的CC2530无线数据收发设计引言基于IEEE 802154的无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)是综合了传感器技术、信息处理技术和无线通信技术,采用大量的节点覆盖监测区域,形成一个自组织网络系统,目前已在自动控制、环境监测等领域得到广泛的应用。在对无线传感器网络MAC层深入研究的基础上,结合TI公司SoC芯片CC2530,实现了节点间的点对点通信功能,为研究上层协议打下了基础。1 CC2530芯片简介CC2530是TI公司针对24 GHz ISM频带推出的第二代支持ZigBeeIEEE 802154协议的片上集成芯片。其内部集成了
2、高性能射频收发器、工业标准增强型8051MCU内核、256 KB Flash ROM和8 KB RAM。其主要特性:具有2个USART、8位和16位定时器、看门狗定时器、8路输入可配置的12位ADC、21个GPIO、AES128协同处理器,硬件支持CSMA-CA、数字化的RSSILQI和强大的DMA功能,具备电池监测和温度感测功能;支持5种工作模式,且转换时间短,可以较好地满足超低功耗系统的要求;在接收和发送模式下,电流损耗分别为24 mA和29 mA。由于其硬件设计简单,封装小,功耗低,在无线传感器网络中得到了越来越广泛的应用。2 CSMA-CA机制IEEE 802154协议中采用CSMA-
3、CA机制来避免数据冲突。根据是否采用信标,网络分为非信标网络和信标网络两种。非信标模式下,节点使用CSMA-CA机制竞争信道:节点随机退避一段时间,执行CCA(空闲信道评估),若信道IDLE则传送数据,若信道BUSY则重新等待一段随机时间后执行CCA。在信标网络中,将超帧划分了16个时隙,因此执行的退避时间都是以时隙为单位,CCA在退避周期的边界处开始执行。图1是IEEE 802154标准规定的CSMA-CA算法流程。每个节点在每次尝试传输时都需要维护3个变量:后退次数NB、竞争窗口CW和后退指数BE。变量NB是尝试当前帧发送过程中CSMA-CA算法执行随机退避的次数,每个新的传输尝试之前NB
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