无线传感器网络节点模块化接口电路设计

　　网络是由大量传感器节点通过无线通信自组织构成的网络，被认为是将对21世纪产生巨大影响力的技术之一。在分布式测试中使用网络，不受通信电缆的限制、组态灵活、重构性强，可以在较恶劣的测试环境中使用。由网络组成的分布式测试系统已应用于水中爆炸测试系统。在一些分布场测试系统中，被测量种类繁杂，为完成测试任务，节点采用模块化设计，SPI接口电路简单、传输速度快，各模块通过SPI总线通信协同完成测试任务。但在实际开发应用中，由于系统要求，使某些模块与多个模块链接，且接口工作在不同的模式下，如果完成通信需要功能模块的SPI接口主从切换，致使通信速度与灵活性降低。CPLD具有可编程性特点，可根据需要扩展专用SPI接口电路，提高系统通信速度与灵活性，方便系统扩展功能模块，提高系统整体性能。

　　1 节点的模块化设计及其接口电路

　　无线传感器网络节点采用模块化的设计方法，每个节点包括无线收发模块、核心主控模块和功能模块。系统通过无线收发模块接收主站发送的命令码，核心主控模块对命令解码，完成对各功能模块的控制(开启采集、时统清零等)。系统要完成多次重复性试验，因此每次试验完毕要把实验数据(冲击波数据、环境变量信息、时统跟定位信息等)存储到数据存储管理模块统一管理，同时准备下次试验。系统工作时，数据储存管理模块SPI接口一方面工作在从模式，接收主控模块发送的命令;另一方面工作在主模式，转发控制其他功能模块的命令码并读取试验数据进行统一管理，图1为在其内扩展专用工作在主模式下的SPI接口的模块问链接图。专用工作在主模式下的SPI接口电路，具有提高模块间数据传输速度与灵活性等特点。