基于CC430F5137的低功耗无线数据采集节点设计

求，把自己的节点地址告诉中继器节点，为以后的中继器节点和终端节点之间的数据传送做准备。发送完请求连接后，节点会等待中继器节点的应答，如果没有应答，节点会继续请求连接，直到收到应答后再进行下一步的处理。

3.2 无线唤醒功能

为了更好地降低系统能量消耗，采用CC1101的无线模块唤醒功能(WOR)，当系统请求连接成功后，就会进入无线唤醒模式，此时系统处于睡眠状态。在此模式下功耗极低，可达到2.0μA。射频内核可以通过软件编程设置每隔一段时间唤醒，醒来后系统处于射频接收状态，如果这时检测到有数据包发送过来，那么系统就会退出无线唤醒状态，转入正常的状态去处理接收到的数据包。如果没有检测到数据包，系统则会继续睡眠然后再重复地醒来检测，这样就保证了在不需要数据传送的情况下，最大限度地节约能量消耗。图5为系统处于无线唤醒状态的程序流程图。

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3.3 射频发送函数的改进

CC430F5137内嵌的射频模块具有空闲信道评估(CCA)功能，当开启空闲信道评估功能时，只有在信道空闲的时候才能进入发送状态，如果检测到信道忙，则会一直保持在接收状态。

为了确保本节点向中继器节点发送数据的准确性，以及提高多个中断节点同时向中继器节点发送数据时的抗干扰性，采用射频模块的载波监听功能，并结合使用空闲信道评估功能改进了射频发送函数。改进后的发送函数如下：

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4 实验验证与分析

根据设计的电路图，制成电路板后，烧入编写好的测试程序。为了方便验证，实验时采用直流电源供电，为电路板提供3.0 V电压，然后把万用表串联接入，分别测量休眠、接收和发送三种状态下的电流消耗。表1是测试结果。

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由表1可以看出，系统在休眠状态下的电流消耗仅为2.3μA，由于发送数据量的不同，发送状态下的电流消耗会因为数据包的长度而不同，发送数据包越大，电流消耗越大。CC430F5137在最大输出功率时，433 MHz下最大的电流消耗是30 mA。系统从睡眠状态转入接收状态时的电流消耗为15 mA，从实验结果可以看出，采用无线模块唤醒功能可以有效地降低系统功耗。

结语

本文利用TI公司的CC430F5137芯片，采用射频通信技术设计的无线数据采集节点，这种设计可以大大地减小系统的体积。本系统可以采集各种各样的信号，能将采集到的数据安全稳定地传送到中间数据采集点。设计中载波监听功能和信道空闲评估功能改进的射频发送函数，可以有效地提高多个节点同时发送数据时的抗干扰性。