无线传感器网络底层平台的深层研究:亚博注册平台

本文摘要:目前,对WSN(WirelessSensorNetwork)的研究主要集中在协议栈、定位算法、能耗管理和架构设计上,而对无线传感器网络操作系统的研究相对较少,尤其是对其底层平台的研究,因此对无线传感器网络操作系统底层平台的研究有着广阔的空间。

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目前,对WSN(WirelessSensorNetwork)的研究主要集中在协议栈、定位算法、能耗管理和架构设计上,而对无线传感器网络操作系统的研究相对较少,尤其是对其底层平台的研究,因此对无线传感器网络操作系统底层平台的研究有着广阔的空间。本文对意法半导体的STM32单片机和TI公司的CC2520无线模块进行了说明。本文主要描述了操作系统底层平台的构建和硬件驱动的构建。本文的底层硬件抽象层是针对CC2520射频模块的,其中还包括平台构建、涉及的寄存器、外围模块等部分。

硬件驱动主要针对无线通信所需的硬件驱动而设计,主要包括:针对异步事件的合适的中断机制;用于与PC通信的USART驱动程序;单片机和CC2520的SPI驱动;计时器超时等。这些模块的有效组成可以包含一个比通信系统更大的原始无线传感器网络,并完成了节点间的数据传输、数据处理、定位和导航系统等任务。

STM32系列单片机采用ARM公司V7架构的CortexM3内核。CC2520是第二代ZigBee/IEEE802.15.4收发器。1.底层平台研究硬件抽象层有很多底层硬件模块。

本节仅简要说明无线传感器网络中涉及的底层模块的设计。1.1定时器STM32系列CPU可采集8个定时器,其中TIM1和TIM8为高级定时器,可用于多种用途,包括测量输出信号的脉冲长度(输出振荡)或产生输入波形(输入比较),其时钟由APB2采集。TIM2~TIM7是常用的定时器,时钟由APB1提升。

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图1显示了STM32时钟树中的定时器。从图1可以看出,图1STM32中定时器的时钟根输出到AHB实分频器,扩展方波处理,然后通过APB1实分频器和APB2实分频器为不同模块获得不同的时钟频率。下面的解释将以Timer2为例。

当AHB实分频器的输出频率为72MHz时,APB1实分频器必须设置为大于等于2,假设设置为2,APB1倍频器中的频率设置为72MHz(当APB1分频器=1时,APB1倍频器倍频因子为1,当APB1分频器> 1时,APB1倍频器倍频因子为2。所以只需要设置APB1实分频器和APB1倍频器的值,就可以得到不同频率的定时器。定时器以计数阻塞的方式启动时定时器被中断,所以要想作为定时器使用,必须配备定时器中断。

1.2向STM32系列MCU提供中断的步骤如下:系统初始化:如果系统时钟已初始化,则只能用于固件模板中的SystemInit()函数,该函数将主频配置文件调整为72MHz。GPIO设备:配有启动时CPU中断的插槽。不要注意在适当的插槽中关闭GPIO时钟和AFIO时钟。配备槽频和输出模式,一般为浮动输出模式。

EXTI配置:首先说明启动时当前系统中的哪个插槽用作外部中断插槽,然后清除中断标志位,配置中断请求和启动模式(在下降沿或上升沿启动时)。NVIC设备:主要配备中断对应的地下通道,设置优先级别。

最后,地下通道必须启用。编写中断服务程序:中断服务程序是中断再次发生时的实际运行程序,它停止运行程序,并适当处理适当的中断事件。

因为中断程序停止了现有程序的运行,必须对中断事件进行慢速调用,所以应该尽量短,不能传输参数和返回值。1.3USARTUSART模块一般分为数据发送器、数据接收器和时钟发生器三部分。

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所有模块共享主寄存器。时钟发生器由波特率发生器和实时逻辑电路组成。数据发送器由一个加载缓冲寄存器(USART_DR)、一个奇偶校验位发生器、一个串行移位寄存器和一个主逻辑电路组成。用于加载缓冲寄存器,可发送给倒计时慢的多帧数据。

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