基于ZigBee的通用无线传感器网络硬件设计

　　阻抗匹配网络

　　CC2430的射频信号采用差分方式，其最佳差分负载阻抗是115+j180Ω，阻抗匹配电路需要根据这一数值进行调整。本设计采用50欧姆单极子天线，由于CC2430的射频端口是差分形式具有两个端口，而天线是单端口，因此需要一个巴伦来完成两端口到单端口间的转换。巴伦电路由成本低廉的电感和电容构成，如图4所示，包括电感L1、L2、L3和电容C1和两段长的传输线。

Sink节点的硬件设计

无线传感器网络内的信息与外部网络或处理终端间的连接需要通过Sink节点来实现，Sink节点是无线传感器网络与有线设备连接中转站，负责发送上层命令(如查询、分配ID地址等)，接收下层节点请求和数据，具有数据融合、请求仲裁和路由选择功能，是无线传感器网络中最重要的一部分。我们设计的Sink 节点带有USB数据口和RS232数据口，两种数据口可以通过开关进行切换，以方便Sink与外部网络或处理终端间的连接。

　　图5是我们设计的Sink节点的结构框图，仍然采用Chipcon公司推出的高度整合的SoC芯片CC2430实现传感器节点的数据传输和处理功能。TTL与RS232电平转换单元选用MAX 3316芯片，该芯片在2.25～3.0V供电即可实现两通道双向电平转换，可直接操作CC2430芯片串行数据线和控制线。CC2430的外围电路设计与传感器节点相同。

　　结语

基于ZigBee的无线传感器网络具有低功耗、低成本、体积小的显著优点，可在特殊环境下实现监测区域内信号的采集传输与处理。伴随无线自组织网络技术的成熟和新的能量解决方案的提出，无线传感器网络的应用必将从军事、环境监测、医疗保健、空间探索和灾害预测普及到生活中的各个领域。