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基于CC2530的脉搏感知节点设计
来源:本站整理  作者:佚名  2013-01-22 08:46:25


1.2.3传感器模块设计

    脉搏传感器是脉搏感知节点的重要组成部分,其稳定性和精度决定了脉搏信息的准确性和有效性。在综合考虑脉搏传感器的工作原理、灵敏度、体积、成本等因素的基础上,本设计采用HKB -2000型集成化脉搏传感器。它是一种集成度高、软接触式的无创型脉搏传感器,将PVDF压电膜、灵敏度温度补偿元件、感温元件、信号调理电路集成在传感器内。该传感器采用压电式原理采集信号,输出完整的脉搏模拟电压信号,具有灵敏度高、成本低、抗干扰能力强、性能稳定、使用寿命长等优点,非常适合用于脉搏的无创检测中。

 

1.2.4电源模块设计

 

    出于对传感器节点电气安全性和便携性的考虑,本设计采用2节1.5 V蓄电池供电。考虑到处理器芯片和传感器工作电压范围,采用美国MAXIM公司推出的MAX756高集成度电源管理芯片,以解决传统开关电源设计电路复杂、体积庞大、自身功耗较大的问题。MAX756具有外围电路简单、转换效率高、功耗低、工作电压范围广等特点,且具有电池低压检测功能,可方便地提供5V(HK-2000B型脉搏传感器典型工作电压)和3.3 V (CC2530芯片典型工作电压)电压供节点正常工作。MAX756典型的工作电路图如图3所示。

 

2感知节点软件设计

    良好的软件体系结构是节点开发的基础。该感知节点在软件设计时采用三层体系结构,即硬件设备层、设备驱动及协议层和应用程序层。采用这种软件体系结构利于嵌入式系统的软件实现、测试、维护及升级,并且提高了程序的可移植性。本节点的软件体系结构如图4所示。

 

2.1软件平台

    TinyOS是专为无线传感器网络设计的操作系统。它采用组件的架构方式、轻量级线程技术、事件驱动机制、主动消息通信模式和两级任务调度方式的设计思想,满足了并发处理的要求,提高了节点的资源利用效率。TinyOS环境下的编程语言为NesC , NesC是对C语言的扩展,扩展的目的是将C的模块化思想与TinyOS的事件驱动机制结合起来。限于篇幅,本文主要介绍脉搏采集处理和无线发送子程序的设计。

 

2.2脉搏采集处理子程序

    脉搏采集处理程序主要负责脉搏信号的采集和QRS检测。模块上电后进行初始化操作,启动A/D,进行A/D转换;定时到后,读取数据,进行QRS检测,并将结果打包发送。具体程序流程如图5所示。

 

2.3无线发送子程序

    复合感知节点采用CC2530作为处理器芯片,其集成了CC2520作为射频RF模块。CC2520中RAM有768 B,其中有128 B的发送FIFO缓存区和128 B的接收FIFO缓存区。在发送数据之前,需进行数据帧格式检验和空闲信道侦听。具体流程如图6所示。

 

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