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多生理参数的无线实时监护系统设计
来源:本站整理  作者:佚名  2011-11-26 19:24:53




3 系统硬件设计
3.1 协调器硬件设计
    协调器的功能相当于网关,在本系统中负责收集终端设备的生理和定位信息,然后通过USB传送到与之相连的监护终端。协调器的主控芯片CC2530的主要外围电路参考TI公司给出的设计方案,天线采用50Ω鞭状天线。

c.jpg


    USB转UART电路如图3所示。其中,引脚RXD和TXD分别连接到CC2530的端口P0.2和P0.3。同时,需要设置CC2530的寄存器PERCFG.U0CFG位为1,将USART0的RX和TX选择到位置1,即P0.2和P0.3。C1、C2、C3和C4为滤波电容。
3.2 终端设备硬件设计
3.2.1 射频电路
    由于终端设备佩戴在被监护者身上,体积应尽量最小化,所以射频电路的设计不适合采用与协调器、路由器相同的鞭状天线和阻抗匹配电路。本系统中终端设备的射频电路如图4所示。2450BMl5A0002是一个集成的阻抗匹配——巴仑——低通滤波器(Matched-Balun-Low Pass FiLTEr),体积只有2.0 mm×1.25 mm×0.7mm。在设计电路时,CC2530的引脚RF_P和RF_N到匹配平衡器的连线必须是对称的,即具有同样的长度和宽度,并且连线应尽可能短,否则将会降低射频的输出功率。2450BM15A0002电路的电容C1、电感L1和L2构成陶瓷天线的匹配电路,使得射频电路在频率为2.4GHz左右时,回波损耗达到最小值-18.5dB。

d.jpg


3.2.2 电源稳压电路
    终端设备使用3 V的纽扣电池作为供电电源。为了保证CC2530的工作电压稳定,采用具有超低操作电流的3.3 V稳压芯片TPS60212进行控制。电源稳压电路如图5所示。输入电压范围为1.6~3.6 V,输出稳定的3.3 V工作电压。CC2530的P1_2引脚用于设置TPS60212的工作模式,当设备进入睡眠状态时,置P1_2为0,使稳压芯片也进入睡眠模式,此时稳压电路输出电压仍为3.3 V,而工作电流仅为2 mA。LBI和LBO引脚分别为低电压检测的输入和输出端。当输入电压低于1.6V时,LBO的输出由高电平转为低电平,进行低电压报警。

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