基于CC2420的无线信号采集系统的设计与实现

文章编号：1002－6673（2009）03－136－02

机电产品开发与创新

Development＆InnovationofMachinery＆ElectricalProducts

Vol．22,No．3

May．,2009

基于CC2420的无线信号采集系统的设计与实现

张昕，李德骏

（武汉科技学院电信学院，湖北武汉430073）

摘要：针对现代无线设备发展需要，研发了一种由微机与ARMS3C2410系统为核心的无线信号采集系

统，通过CC2420无线收发模块实现数据采集无线化，现场从机采集的数据通过无线信道传送到主机，主机通过RS232与上位机PC进行串行通信，实现对设备的无线智能调控。实验证明该系统结构简单、传输可靠和可扩展性好，满足实际测试场合的需要。

关键词：CC2420；数据采集；S3C2410；无线通讯中图分类号：TN92

文献标识码：A

doi:10.3969/j.issn.1002-6673.2009.03.058

0引言

无线测试技术在工业领域有广泛的应用前景。在连线复杂并需要反复拆装被测设备和测试设备之间连线的场合，使用无线可以降低工作的复杂程度，节约大量的时间，提高测试环节的工作效率，尤其在有时间限制时其优越性更加明显，具有有线测量无法比拟的优越性。本文利用微处理器S3C2410和射频芯片CC2420为核心，研发构建了无线信号采集系统。

MAX232实现。PC机可向主机发出采集指令，该指令经

由CC2420无线通信由现场的从机来实现。

2系统的硬件结构

2.1数据采集及A/D转换电路

从机负责外部数据经转换电路转变为电压信号，所得信号送到整理电路放大后送入A/D转换电路，数据转换成12位二进制数。CPU通过CS、R/C和CE3条控制线可完成启动A/D转换和读转换结果的操作。

1系统工作原理

系统主要由上位机模块和若干个下位机模块组成，系统的总体结构如图1所示。上位机能对整个无线数据

2.2微处理器S3C2410与CC2420通信电路

系统采用兼容2.4GHzIEEE802.15.4无线收发器

CC2420，它是目前低功率无线数传的理想选择。CC2420通过SPI接口设置芯片的工作模式，处理器通过SPI接口访问CC2420内部寄存器和存储区。S3C2410的

串行外设接口实质上是一个将串行传输数据位发送到其它SPI的移位寄存器。S3C2410的SPI端口包括两条数据线及两条控制线：①主机输出从机输入（MOSI）：数据线将主机输出数据作为从机输入移入；②主机输入从机输出（MISO）：数据线将从机输出作为主机输入；③串行时钟（SCLK）：控制线由主机驱动，用来调节数据流。主机传输数据波特率可变；传输一位，产生一

采集系统的运行进行管理和控制，下位机模块负责外部数据采集，上位机模块和下位机模块间采用CC2420实现无线信道通信。PC机与ARM主机之间采用RS-232C通信协议，电平转换电路使用单+5V电源的接口芯片

收稿日期：2009－03－31

作者简介：张昕（1984-），男，湖北人，硕士研究生。研究方向：嵌入式系统。

个SCLK周期；④从机选择（DIO2）：控制线允许硬件开关从机。具有4条片选线，可直接控制4个外设，也可与译码器结合最多可控制15个外设。

CC2420与S3C2410接口

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·测试与控制·

电路原理如图2所示。的采集和发送。程序的设计首先需要进行初始化，如设置中断、定时器、串行口的初始化，以及CC2420的结构配置，如接收/发射模式、射频输出功率、加电/低功耗模式等。软件的具体流程如图4所示。

2.3数据存储电路及外围扩展电路

A/D转换所得的数据及时间值都存储在由62256组

成的数据存储器中，在地址译码电路中采用74LS138，片选信号控制外围扩展电路各部分。外围扩展电路包括：键盘显示电路、时钟电路、看门狗电路等。

3系统软件

3.1无线通信协议

系统中上、下位的CC2420工作于同一工作频带,为了避免同频干扰的问题，系统采用分时技术将点对多点的通信方式转为点对点的通信。通信时由主机轮流联络各从机，而从机不能主动向主机或其他分机进行联络，即使有数据要上报给主机，也必须等待主机与它联络之后才能发送数据，主、从机间的通信过程如图3所示。

为了保证主机与所选择的从机实现可靠通信，必须给每一个从机分配一个唯一地址。只有在主机发送出相应的地址信号后，才启动对应从机发送数据的子程序，其它从机停止通信，等待下一次通信，以确保系统在同

一时刻只有唯一数据发送源存在。

4结束语

本课题基于ZigBee技术的无线测试系统正是近距离无线通信技术在测试领域的应用。该系统降低工作人员的危险程度，提高了劳动效率，也可对系统进行适当的扩展（在主机端采用RS485总线接口标准等），具有广阔的应用范围和良好的应用前景。参考文献：

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[3]朱卫华,黄智伟.一种微机与单片机无线串行通信的设计方案[J].南华大学学报(理工版),2002,3.

3.2接口与设备驱动

根据S3C2410的SPI特点及CC2420的工作原理，将linux操作系统移植到S3C2410平台上，利用其开源码，设备操作实现函数file_operation等特点，将SPI接口作为字符类设备进行驱动。

设备驱动程序是操作系统内核和机器硬件之间的接口，它为应用程序屏蔽了硬件的细节。硬件设备只是一个设备文件，应用程序可以和操作普通文件一样，只需要进行文件的打开、读写和关闭等操作，就能控制底层的具体硬件设备。

[4]孙利民,李建中,陈渝,等.无线传感器网络[M].北京:清华大学出版社,2005.

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3.3系统软件设计

上位机通信程序采用C语言编写，主要包括对数据

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DesignandImplementationofWirelessDataAcquisitionSystemBasedonCC2420

ZHANGXin，LIDe-Jun

（WuhanUniversityofScienceandEngineeringCollegeofElectronics&InformationEngineering，WuhanHuibei430073，China）

Abstract:Tomeetneedsofdevelopmentinmodernwirelessequipment,thesystembasedonmicrocomputerandARMS3C2410processorsisdevelopment,throughCC2420transceiverscangatherdatainwirelessandthroughtheradiocommunications,thedatacollectedbysalveistransmittedtothemaster,whichserialcommunicatewithPCusingRS232,whichcanintelligentlyadjustandcontrolthesystem.Theresultprovesthatthesystemstructureissimple,reliabletransmissionandtheexpansionofgoodwill,satisfyingtheneedofactualtestsituation.Keywords:CC2420；dataacquisition；S3C2410；wirelesscommunication

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