1 無線傳感器網絡結構

　　無線傳感器網絡系統通常包括若干傳感器終端節點、一個Sink節點和一套后臺監控軟件。其中，傳感器終端節點具有本地數據采集傳輸和轉發鄰節點數據的雙重功能，可以在后臺管理軟件和Sink節點的控制下采集數據，并將數據經過多跳路由傳輸到Sink節點；Sink匯聚節點是網絡的中心，具有協調器和網關的作用，負責網絡的配置、管理和數據的匯集，并負責與用戶PC機后臺管理軟件的通信。

2 系統硬件設計

　　無線傳感器網絡終端節點的硬件一般包括處理單元、無線傳輸單元、傳感采集單元和電源供應單元。其中，處理單元負責控制傳感器節點的操作以及數據的存儲和處理；傳感采集單元負責監測區域內信息的采集；無線傳輸單元負責節點間的無線通信；電源供應單元負責為節點供電。Sink節點功能更多，除包含上述功能單元以外，還包含與后臺監控通信的接口單元。本文用串口作為Sink節點與后臺監控軟件的通信接口。

　　本設計中處理單元采用了TI公司的16位低功耗單片機MSP430F1611，無線傳輸單元采用低功耗無線收發模塊CC1100，傳感采集單元采用溫濕度傳感器DHT90，電源模塊采用兩節普通7號電池。此外，考慮到很多數據具有時間相關性，本設計還加入了實時時鐘DS1337構成的時間控制單元。

2.1 處理單元

　　MSP430F1611突出的特點是可以實現極低的功耗。它有5種可編程的工作模式，其中活動模式下工作電流僅需280μA，LPM4模式下僅需0.1 μA。MSP30F1611內部具有44 KB的Flash存儲器和10 KB的RAM，以及豐富的外設。本文中，MSP430F1611使用I2C接口連接RTC，SPI接口連接無線收發模塊，UART接口連接串口通信單元。

2.2 無線收發單元

　　無線收發單元選用Chipcon公司的CC1100射頻芯片。該芯片體積小，功耗低，數據速率支持1.2～500 kbps的可編程控制，可以工作在915 MHz、868 MHz、433MHz、315 MHz四個波段，在所有頻段提供-30～10 dBm輸出功率。本文中CC1100工作在433 MHz的頻率上，采用FSK調制方式，數據速率為100 kbps，信道間隔為200kHz。

　　CC1100與單片機采用SPI接口連接，原理圖如圖4所示。SPI總線接口技術是一種高速、高效率的串行接口技術，主要用于擴展外設和進行數據交換。MSP430上SPI接口的詳細介紹和實現方式請參考文獻[2]。

下面是利用SPI與MSP430F1611通信的示例代碼。

(1) 往CC1100指定寄存器寫入一個數值

(2) 讀單個寄存器值