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无线传感器网络底层平台的深层研究

发布日期:2022-08-01 00:24浏览次数:
本文摘要:目前,对WSN(WirelessSensorNetwork)的研究主要集中于在协议栈、定位算法、能耗管理以及体系结构设计上,而针对无线传感网络操作系统的研究却比较较较少,特别是在是对其底层平台的研究更加较少,所以针对无线传感网络操作系统底层平台的研究有十分辽阔的空间。本论文针对意法半导体STM32系列MCU和TI公司的CC2520无线模块展开讲解。主要叙述了操作系统底层平台的建构,以及硬件驱动程序的构建。

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目前,对WSN(WirelessSensorNetwork)的研究主要集中于在协议栈、定位算法、能耗管理以及体系结构设计上,而针对无线传感网络操作系统的研究却比较较较少,特别是在是对其底层平台的研究更加较少,所以针对无线传感网络操作系统底层平台的研究有十分辽阔的空间。本论文针对意法半导体STM32系列MCU和TI公司的CC2520无线模块展开讲解。主要叙述了操作系统底层平台的建构,以及硬件驱动程序的构建。本论文的底层硬件抽象化层是针对CC2520无线射频模块的,还包括了平台建构、涉及寄存器,以及外围模块等各个部分。

而硬件驱动程序主要是为已完成无线通信所需的硬件驱动设计,这主要还包括:适当异步事件的中断机制;和PC通信的USART驱动;相连MCU和CC2520的SPI驱动;已完成超时计时的定时器等。这些模块的有效地构成,才能包含一个原始的无线传感器网络大于通信系统,已完成节点间数据传输、数据处理,以及定位和导航系统等任务。  STM32系列MCU使用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  硬件抽象化层的底层硬件模块有很多,本节只非常简单讲解和无线传感器网络涉及的底层模块设计。  1.1定时器  STM32系列的CPU能获取8个定时器,其中TIM1和TIM8是高级定时器,可用作各种用途,还包括测量输出信号的脉冲长度(输出捕猎)或产生输入波形(输入较为)等,它们的时钟由APB2获取。

TIM2~TIM7是普通定时器,时钟由APB1提拱。图1为STM32时钟树中有关定时器的部分。  图1STM32中有关定时器的时钟树根  从图1可以显现出,从系统设置的时钟源产生的时钟频率输出到AHB实分频器,展开方波处置,然后经过APB1实分频器和APB2实分频器给有所不同模块获取有所不同的时钟频率。

下面以定时器2作为例子解释。当AHB实分频器输出频率为72MHz的时候,由于APB1反对的仅次于频率为36MHz,所以APB1实分频器,设置必需大于或等于2,假设设置为2,则在APB1倍频器中,频率被设置为72MHz(当APB1分频数=1的时候,APB1倍频器加倍系数为1,当APB1分频数》1的时候,APB1倍频器加倍系数为2),所以最后获取给定时器2~7的频率为72MHz。

所以只必须设置APB1实分频器和APB1倍频器的值,之后可以获取有所不同频率的定时器。定时器使用计数阻塞的方式启动时定时器中断,因此想用于定时器,必需再行配备好定时器中断。  1.2中断  对STM32系列MCU的中断配备步骤如下:  ①系统初始化:如系统时钟初始化,用于固件模板中自带的SystemInit()函数才可,此函数把主频配置文件调整到72MHz。

  ②GPIO配备:配备启动时CPU中断的插槽,切勿留意关上适当插槽的GPIO时钟和AFIO时钟。配备插槽的频率和输出模式,一般为浮空输出模式。  ③EXTI配备:首先说明当前系统中用于哪个插槽作为启动时外部中断的插槽,然后清理中断标志位,配备中断请求和启动时方式(下降沿启动时或上升沿启动时)。  ④NVIC配备:主要配备中断对应的地下通道,并且设置优先级别,最后必须对地下通道使能。

  ⑤撰写中断服务程序:中断服务程序是再次发生中断时实际运营的程序,它停下来了正在运营的程序,对适当中断事件展开适当处置。由于中断程序停下来了现有程序的运营,而且必须对中断事件做出较慢号召,所以要尽可能短小,而且无法传送参数,没返回值。  1.3USART  USART模块一般分成三大部分:数据发送器、数据接收器和时钟发生器。

所有模块分享掌控寄存器。时钟发生器由波特率发生器和实时逻辑电路构成。  数据发送器部分由载入缓冲寄存器(USART_DR)、校验位发生器、串行移位寄存器和掌控逻辑电路包含。

用于载入缓冲寄存器,可以倒数较慢地发送到多帧数据。


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