无线传感器网络模块采用在民用RF控制领域应用较广泛的Atmel公司生产的ATmega128RFA1作为传感器节点的主控芯片,平均工作电流可以达到50微安,它可在保持RF处于工作状态时,仍使微控制器继续置于休眠模式。节点配有PA和LNA,能够有效增强节点无线通信范围。该模块通讯距离室内50米,室外100米以上,能够满足自动组网、路由和超低功耗的要求。 该原型系统基于层共享多跳无线协议,采用分层结构,CSMA和TDMA结合的访问控制方式。在保证全网低功耗前提下提高了网络实时性。
ATmega128RFA1芯片的技术参数如下:
在单芯片中集成了爱特梅尔的PicoPower AVR MCU和一个2.4GHz射频(RF)收发器;数据速率从250kbps 到高达2Mbps;2.4GHz 无线收发器:RX_ON 12.5mA/TX 14.5mA;38可编程I/O线;深度睡眠模式<250nA@25度;工作温度范围:-40度--85度。
“无线电唤醒”(wake-on-radio)特性实现自主的RF传输和接收, 可保持TRX RF处于工作状态,且还让微控制器继续置于睡眠模式;具有支持802.15.4标准的收发器,能够支持在O-QPSK调制方式下最高达250kbps 的通讯速率;能够工作在802.15.4规定的所有16个频段下;具有从-27dbm到3dbm的发射功率,可动态设置其发射功率大小;具有-92dbm的接收灵敏度,可接收长度为20字节的数据包。该射频模块提供二次开发接口、串口通信接口、I/O接口、A/D接口等常用接口,通信协议符合 IEEE802.15.4国际标准。该模块负责采集传感数据,无线传输数据,并转发其他节点传来的数据。该传感网模块组成的网络规模为100多个节点。
该网络系统的技术特点如下:
数据通信成功率 >90%
工作频段2.4G ISM频段,无需授权,可定制低频系统
全网节点同步,低功耗运行,普通干电池可工作两年以上
Mesh结构,网络稳定可靠
5级网络深度,覆盖区域大
网络规模支持100节点以上
自动组网、自动路由、自动路径修复、自动跳频抗干扰
零配置,简单易用
低成本,保密性好,抗干扰能力强
低功耗无线传感器自组网射频模块主要技术参数
名 称 | 参 数 | 备 注 |
工作频率 | 2400~2480MHZ | IEEE802.15.4 |
调制方式 | O-QPSK | IEEE802.15.4 |
信道数量 | 16 | IEEE802.15.4 |
无线数据数率 | 250kps | IEEE802.15.4 |
接收灵敏度 | -100dBm | |
无线传输距离 | 300米 | 视距 |
工作模式 | 自动组网,自动路由,自动修复 | |
接口类型 | TTL | |
供电电压 | DC2.0~3.6V | 典型电压:3.3V |
工作电流 | TX:<20mA(3.3V±5%) | |
RX:<15mA(3.3V±5%) | |
天线 | 外置天线 | |
工作温度 | -40~125°C | |
尺寸 | 36mm×29mm×3.9mm | 可定制 |