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电新产品新技术 一种基于GPS技术的新型无线传感网络节点设计 袁浩 (广东工业大学信息工程学院) 摘要：针对无线传感网络节点定位的需要，文章给出了一种基于高性能先进精简指令集机器(ARM)STM32 系列微控制器，GPS模块以及CC2420射频通讯模块构成的新型无线传感网络节点的设计方案，分析了采用STM32 微控制器性能优势，以及GPS坐标数据提取方法；文章给出了系统组成设计；重点阐述了节点的硬件设计，以 及接收GPS模块数据的处理程序设计。 关键词：ARM；无线传感网络；节点：定位：GPS 效数据时工作，其他时间转入休眠，以降低功耗。目 1引言 前节点微控制器比较常用的是ATmagel28L。通过表 无线传感网络已大量用于各个领域，位置信息在 l可知由于采用STM32F103微处理器，节点可以在 无线传感网络监测过程中是相当重要的信息。例如， 表1STM32F103与ATmagel28主要性能比较表 目标跟踪、入侵检测、环境监测、结构健康监测【11等， STM32F103x 28 技术参数 ATmagel 而且在某些特定应用中需要对节点进行大范围精确 工作频率(最高) 72MHZ 16^Ⅱ{z SDAM 6I【~20k 4kB 定位。然而目前节点定位普遍采用无线信号强度，同 AD 2路12位 7路10位 时配合发射接收角度对位置进行估算。无法精确定 电压 2．0V03．6V 2．7、，05．5V 位。为解决这个问题，从硬件设计角度提出一种新的 效率 6579DM口S例242MIPS州 功耗 3．3V／2mA 州|5mA 温度监测无线传感网络节点设计方案。由于GPS技 温度传感 片上集成 外接传感器 术的发展使得其芯片功耗和成本进一步降低，为GPS 注：效率、功耗比较的工作频率为4MHz。 技术利用于无线传感网络定位提供了有利条件。GPS 更低功耗下，获得更强的处理能力，STM32具有电 系统具有定位精度高，实时性好，抗干扰能力强等特 压监控功能。方案中采用的STM32系列32位闪存微 点。本方案采用了新型的微处理器和GPS模块，比 控制器基于突破性的ARM 以往节点能耗更低，并能提供精确的节点位置信息。 一款专为嵌入式应用而开发的，最高工作频率 2无线传感网络节点构成 单周期乘法和硬件除法。同时，片上资源相当丰富。 本设计方案中节点具有温度监测功能且能提供 存储器：从256k至512k字节的闪存程序存储器，高 精确的自身位置信 达64k字节的SRAM，带4个片选的存储器控制器。 息。节点由5个单元 组成，其系统框图如