1  引言

　　射频收发器CC2420应用Chipeon公司的Smart RF 03技术，采用O.18 p,m CMOS工艺。只需极少的外部元件，性能稳定且功耗极低，同时集成所有ZigBee技术优点，可快速应用到建筑自动化网络、住宅安防系统、工业控制网络、远程抄表以及PC外设等ZigBee产品中。也可以替代现有的控制网络技术（例如RS一422、RS-485）和有线监视方案。

　　由于无线传感器网络在通信上消耗较大能量，选用功耗较小的PICl8F4620单片机为处理器。以及选用CC2420为通信器件，设计无线网络节点，因此。这里提出一种基于CC2420的ZigBee无线网络节点的设计方案。

　　2  CC2420简介

　　CC2420有33个16位配置寄存器。15个命令选通寄存器、1个128字节的RX RAM、1个128字节的Tx RAM、1个112字节的安全信息存储器。"IX和RX RAM的存取可通过地址或者用2个8位的寄存器实现，而采用后者访问内存与访问FIFO缓冲区一样。不能读取，写入任何数据到安全信息RAM，也不能把TX RAM和RX RAM作为内存访问，只能以FIFOS的方式访问。而对寄存器的操作则可通过SPI接口以从属方式使用。

　　CC2420内置一个低中频接收器，负责处理天线接收到的RF信号，经低噪声放大器（LNA）放大，并通过VQ正交平衡电路降频转换为2 MHz的中频信号。该信号再经滤波、放大、A／D转换、自动增益控制、信道过滤、解扩频、符号相关和字节同步等恢复出正确的数据。当发送数据时。应先把要发送的数据放入容量为128字节的发送缓冲区。报头和起始帧由硬件自动生成。CC2420的性能特点如下：

　　免执照频段：工作频带范围为2.400～2.483 5GHz；

　　数据传输速率低：2M／s直接扩频序列基带调制解调和250 Kbits的有效数据速率：

　　低电流消耗和高接收灵敏度：接收19.7 mA，发射17.4 mA，接收灵敏度为一94 dBm；

　　高可靠性：采用了CSM肌A技术避免发送数据的竞争和冲突。

　　MAC层采用完全确认的数据传输模式。每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息；安全性高：基于CRC（循环冗余校验）的数据包完整性检查功能，支持鉴权和认证。采用高级加密标准（AES2128）的对称密码，保证数据安全传输；小尺寸封装：QLP-48封装。7 minX7 mm；接口配置简单：与微处理器的接口配置简易（4总线SPl接口）。

　　3  ZigBee无线网络节点硬件设计

　　根据ZigBee传感器网络节点管理机制，把节点分成传感器节点、簇头节点和汇聚节点3种类型。当节点作为传感器节点时，主要是通过传感器采集周嗣环境的数据（温度、位移、光感度和湿度等），然后进行A／D转换，由处理器处理。最后由射频模块发送到相邻节点，同时该节点也要执行数据转发功能，即把相邻节点发送的数据发送到汇聚节点或离汇聚节点更近的节点；当节点作为簇头节点时，主要是收集该簇内所有节点所采集到的信息，经数据融合后。发往汇聚节点；当节点作为汇聚节点时。其主要功能就是连接传感器网络与外部网络（如Intemet），将传感器节点采集到的数据通过互联网或卫星发送给用户。虽然节点的功能有所不同，但硬件电路基本一致。

　　设计选用PICl8系列的单片机CC2420解决方案。因此要创建ZigBee传感器节点必须具备以下组件：传感器设备，带SPI接口的PICl8F4620单片机。带有所需外部元件的CC2420 RF收发器。天线（PCB引线天线或单极天线）3.3 V稳压电源。整个硬件系统划分为数据采集、数据处理、射频和供电4个模块，如图1所示。

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