STM32L152和S14432的无线网络系统设计（2） 无线网络, 单片机, 灵敏度, 硬件

yuyang911220

3 系统硬件设计        　　无线网络系统的硬件结构如图2所示。主节点、备份主节点和从节点都采取同样的硬件电路。STM32L152单片机控制SI4432实现无线数据的收发。射频收发芯片采用的是Silicon Labs公司推出的SI4432芯片。该芯片是一款高集成度、低功耗的EZRadioPRO系列无线收发芯片。其工作频段为240～960 MHz，接收灵敏度达到-117 dB，可提供极佳的链路质量，在扩大范围的同时将功耗降至最低，最高输出功率可达+20 dB，传输距离可达2km。

       
        　　主控制芯片sTM32L152选用高速外部时钟信号(HSE)，通过BOOT0和BOOT1来选择3种boot模式。芯片可以采用STM studio、Keil MDK-ARM等编译工具，拥有20引脚的JTAG接口可以使用ST-LINK和ULINK2仿真器。主控制电路通过一个RS232接口与控制系统通信。主控制芯片硬件电路如图3所示。

       
        　　STM32L152通过标准的SPI接口与SI4432相接。主控制芯片通过SPI接口对射频芯片内部寄存器进行初始化配置，并且发送控制指令和读写数据信息。SI4432的SDN、NIRQ、NSEL、GPIO0、GPIO1、GPIO2等与主控制芯片相连。SDN引脚为工作模式位，NIRQ引脚为中断状态输出，NSEL引脚为片选信号，GPIO1和GPIO2为天线选择位。射频电路工作在470 MHz的中心频率段。470～510 MHz为国家无线电管理部门免申请的无线计量频段。射频芯片硬件电路如图4所示。

       
        　　整个无线网络只采用一个主节点，设计中采用硬件冗余技术。在主节点处设置一个备用主节点，备用主节点是主节点的复制品，拥有主节点同样的控制和管理，以及同一级别的主节点地址。当控制系统检测到主节点出现故障时，可以激活冗余主节点，以替代主节点保证整个无线网络系统的正常运行。