无线传感器网络的电机运行状态监测系统设计

定向洪泛协议采用了有向虚拟隙的概念，迅速减少了网络中的冗余数据量，降低网络拥塞的几率，节省网络能耗。

同时，定向洪泛保持了传统洪泛协议的高容错能力的特性，保证了网络通信的可靠性。

2.3 无线传感器网络硬件设计

无线传感器网络监测系统的硬件设计如图7所示，节点采取模块化结构，由微控制模块、通信模块、电源管理模块、传感器模块和接口模块构成。

微控制模块采用Atmel公司的高端单片机ATmega128微处理器。它采用低功耗CMOS工艺生产，基于RISC结构，具有片内128KB的程序存储器（Flash）、4KB的数据存储器(SRAM)和4KB的EEPROM，JTAG、UART、SPI、I2C总线等接口。ATmega128可在多种不同模式下工作，除了正常工作模式以外，还具有六种不同等级的低能耗工作模式，因此该微处理器适合低能耗的应用场合。

无线通信模块采用Chipcon公司2003年推出的兼容2.4GHz IEEE802.15.4标准的射频芯片CC2420，采用CMOS工艺生产，具有工作电压低、能耗低、体积小、输出强度高和收发频率可编程等特点，可确保短距离通信的有效性和可靠性，最大收发速率为250kb/s。CC2420与微处理器的连接非常简单，通过SPI（CSn、SO、SI、SCLK）接口与微处理器交换数据、发送命令。

电源管理模块为了适应电机运行状态监测环境的要求，采用3.3V电池或220V交流电双重取电的设计。220V的交流电通过变压器变频和降压为5V的直流电，再通过稳压芯片AMS1117继续降压为3.3V的直流电。当所处环境附近有220V交流电源时，节点使用交流电工作；当所处环境不能提供220V交流电时，节点使用3.3V电池工作。传感器模块包含温度传感器DS18B20、红外传感器PD632和加速度传感器ADXL202。

接口模块包含SPI接口、JTAG接口、UART接口等。