无线传感器网络(WSN)定位系统设计

3WSN定位节点硬件设计
3．1 总体设计
定位节点硬件设计框架如图2所示。硬件设计分为两部分：无线通信模块设计和无线测试模块设计。无线通信模块为节点间的无线数据提供接口，它是节点核心部分。无线测试模块通过RS232串口转换电路实现PC机与协调器节点间的数据传输。

3．2 硬件实现
无线通信模块包括CC2430及其相关外围电路。由于CC2430集8051内核与无线收发模块于一体，从而简化了电路设计过程，省去了单片机和无线收发器件之间接口电路的设计，缩短了研发周期。
无线测试模块的串口转换电路采用MAX3232双通道转换器，工作电压范围为3～5．5 V，该电路主要用于协调器与PC之间的串口通信。
对射频电路来说，解决好器件间干扰问题是至关重要的。建议无线通信模块采用PCB双层板，顶层用于信号线布线，底层用于电源和地布线，在无布线的开放区域采用少量过孔相连到地。另外，务必使CC2430底部可靠接地。外围器件尺寸尽量小，可使用0402规格阻容器件。如果使用PCB天线，为了减少板材对PCB天线的影响，使天线获得最佳性能，可以采用RF4板材，板材介电常数为4．5，厚度为1 mm，敷铜厚度为0．35μm。无线测试模块PCB制作无特殊要求。

4定位节点软件设计
无线传感器定位网络中存在3种功能类型的节点，分别为网关(协调器)、参考节点(路由器)和盲节点(终端)。网关在整个系统中有着至关重要的作用，首先它要接收上位机发出的命令，开启网络，等待其他类型节点入网，其次还要接收各节点反馈的有效数据并传输给上位机软件处理。参考节点是一类静止的已知自身位置的节点，它的任务是接收带RSSI(Received Signal Strength Indicator)值的信息包并计算RSSI平均值，最终在盲节点打包各RSSI平均值后，将其发送给网关，传回上位机监控软件处理。盲节点是一类可移动的节点，可在参考节点包围的区域内任意移动。盲节点向周围空间广播RSSI簇，并接收一跳范围内的参考节点平均RSSI值，打包收到的各平均RSSI值后，无线发送给协调器节点。图3为整体传感器网络定位通信流程。