基于Cortex-M0+內(nèi)核Kinetis無線射頻模塊的應(yīng)用研究.pdf

1、無線射頻芯片是一種集成微控制器與射頻收發(fā)器為一體,面向工業(yè)控制、智能家居及遠(yuǎn)程醫(yī)療等領(lǐng)域的SoC解決方案。伴隨著微控制器技術(shù)及無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展,新的無線射頻芯片不斷出現(xiàn)。蘇州大學(xué)飛思卡爾嵌入式中心從2006年開始對(duì)飛思卡爾推出的多款ZigBee射頻芯片開展研究工作,并先后研發(fā)了以MC1321X系列芯片為核心的無線節(jié)點(diǎn),為本課題的研究與設(shè)計(jì)提供了良好的基礎(chǔ)。飛思卡爾于2013年推出了業(yè)內(nèi)首款融合了ARM Cortex-M0+內(nèi)核與S

2、ub-1G射頻收發(fā)器的32位高性能的無線射頻芯片KW01。受其委托,蘇州大學(xué)飛思卡爾嵌入式中心進(jìn)行KW01的應(yīng)用基礎(chǔ)研究,以便服務(wù)于業(yè)界。
　　本文以KW01為研究對(duì)象,在參考與借鑒實(shí)驗(yàn)室多年來設(shè)計(jì)與研發(fā)嵌入式系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,以軟硬件構(gòu)件化設(shè)計(jì)為指導(dǎo),提出一種被命名為SD-WSN無線節(jié)點(diǎn)的軟硬件設(shè)計(jì)解決方案。主要內(nèi)容包括：⑴以KW01為主控芯片,基于構(gòu)件化的設(shè)計(jì)思想,設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)了SD-WSN無線節(jié)點(diǎn)軟硬件平臺(tái)。給出了硬件原理圖設(shè)

3、計(jì)、電路布板圖、芯片設(shè)備驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)及軟硬件測(cè)試方法。其中,射頻前端電路設(shè)計(jì)是本課題的研究難點(diǎn)與創(chuàng)新點(diǎn)。⑵根據(jù)KW01芯片的無線射頻特性,對(duì)SMAC協(xié)議棧進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓δ懿眉艉蛢?yōu)化擴(kuò)展,將其移植到SD-WSN無線節(jié)點(diǎn)平臺(tái)中。⑶以SD-WSN無線節(jié)點(diǎn)為硬件平臺(tái),實(shí)現(xiàn) Bootloader,定義合理的數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)一種可靠、高效和實(shí)時(shí)的無線重編程機(jī)制WSNOTAR。⑷采用SD-WSN無線節(jié)點(diǎn)構(gòu)建一種可調(diào)功率的照明控制系統(tǒng),充分驗(yàn)證本文研究工作的