CC1110在低功耗无线传感器网络中的应用研究

种低功耗模式，如表1所列。分别为PM0～PM3：在PM0模式下，CPU处于挂起状态，其他外设可处于工作状态;在PM1模式下，高速时钟源全部关闭，CPU和外设都不工作，数字寄存器中的内容不丢失，可以响应外部中断，系统处在低时钟状态工作，这时睡眠定时器工作，I/O保持配置状态;PM2模式为次低功耗模式，外部中断有效，低速振荡器工作，睡眠定时器工作，I/O保持配置，RAM中的内容和大部分功能寄存器内容保持，其他内部电路关闭，这种模式下可用睡眠定时器唤醒系统;PM3模式为系统最低功耗模式，内部数字稳压模块关闭，内部电路全部断电，只有复位、外部中断有效，I/O保持配置和输出状态，这时只能通过复位或者外部中断唤醒系统。

低功耗的无线节点采用的是PM2工作模式，因为PM3模式必须通过外部干预才能够唤醒，不符合设计要求。PM2模式的低功耗算法采用基于“唤醒-侦听”的工作方式，CC1110开始即进入PM2睡眠工作模式，待睡眠定时器完成计数后，唤醒系统进入全速工作状态，开启无线接收功能，侦听频道信息。如果接收到主机唤醒工作指令，那么恢复到正常工作状态，如果在设定的侦听时间内没有接收到主机指令或者非本机指令，则重新进入睡眠状态，并设定睡眠定时器进入下一次的“唤醒-侦听”循环。图6为“唤醒-侦听”无线节点低功耗的工作流程，其中无线节点在完成主机命令后，可在休眠指令下再次进入休眠模式。

针对上面思路设计的无线节点，在节点控制器唤醒程序设计时需要注意几点：一是因为节点的自主唤醒时间是随机的，所以节点控制器要在节点睡眠和唤醒时间内连续发送唤醒命令，这样如果节点设置较长的睡眠时间，那么可以有效降低系统的平均功耗，但是会增加节点控制器发送唤醒命令的时间，所以需要在功耗和性能之间权衡;二是当一个区域存在多个无线传感器节点时，可以设置多条控制命令，例如单个节点，或全部节点唤醒，或者全部节点睡眠。

3 测试计算

图7为节点模块的功耗测试电路实物图，包含了CC1110模块、无线充电模块、充电供电模块以及两路传感器供电模块。传感器的供电测试采用外接负载电阻的方式模拟。

系统应用中，设置节点的睡眠时间为2 s，节点唤醒时间为10 ms，节点活动时的平均电流为20 mA(开启无线收发，系统全速工作，不考虑传感器功耗)，睡眠状态下测试节点的电流为0.2 mA(包含3路RT9013A-30PB以及整个CC1110模块)。可以计算出系统工作的平均电流为0.3 mA，则电池充满后，可以在待机情况下使用500小时。

结语

系统综合硬件电路设计和程序流程控制，提出了一种基于CC1110的无线传感器网络低功耗节点设计方法，可以为一定范围内多无线传感器节点的星状网络模式提供设计参考。此外，对稳压芯片选择以及功耗计算进行了分析探讨。最终设计得到的节点不仅具有较长的工作时间，而且体积小、成本低，适合应用于多种场合。