2.3 无线通信模块
基于无线传感器网络所要求的数据传输速率不高及传输距离相对节点能耗控制要求严格的特点，综合研究比较了几类无线收发芯片，选用RFM公司的TR3000[7]来完成通信模块的设计。它是RFM公司推出的一款433.92MHz单频点无线RF收发器，TR3000工作稳定，尺寸小，功耗低，在采用ASK调制方式时最高通信速率可达115.2kbps。在通信速率较低的情况下，通信距离可达100米，是短距离无线数据传输的理想选择。
TR3000可以很容易地
与MSP430超低功耗微处理器相连接并通过软件对TR3000进行控制，使其处于不同的工作模式。控制管脚CNTRL0和CNTRL1的状态与工作模式的对应关系为：00一休眠模式；01一OOK发送模式；10-ASK发送模式；11一接收模式。TR3000电路原理图如图5所示。
2.4 串口通信模块
该节点的串口通信模块主要负责PC 机与传感器网络节点之间的通信。在网络中只有网关节点(Sink节点)中含有串口通信模块。Sink节点是网络中所特有的，主要向下级节点发送查询命令，同时散布在外界环境中的网络节点将采集到的信息通过多跳转发送回Sink节点并通过串口送至PC机进行处理。
MSP430F161l具有片内UART，因此实现串口通信相当容易。由于单片机与上位机进行通信的接口电平不同，因此需要进行接口电平转换，串口通信电路的设计采用MAX3221实现单片机的TTL电平与PC机的RS232接口电平的转换。
2.5 电源模块
在节点的设计中采用CR2032纽扣电池为整个节点供电，CR2032在大于2.8V的条件下能提供大约200mAh的能量。
为了及时了解节点的能量存储和消耗状况，并根据节点能量状态来调整节点的通信策略[6]，本文将来自电源正极的电平值输入到MSP430F1611的ADCl2模块内，与参考电平进行比较，通过读取处理器转换存储寄存器值可以得到转换结果，同样由公式(1)可以计算出电压Vin，从而掌握电源电压的变化情况。
3 节能策略的设计
在整个硬件平台的设计中，节能一直是本文考虑的一个重要因素，它决定着传感器网络的寿命。节点节能的最主要方式是休眠机制。当节点目前没有传感任务并且不需要为其他节点转发数据时关闭节点的无线通信模块、数据采集模块等以节省能量。
这样，一个传感任务发生时，只有与之相邻的区域内的传感器节点处于活动状态，才能形成一个活动区域。活动区域随着数据向Sink节点传送而移动，这样原先活动的节点在离开活动区域后可以转入休眠模式从而节省能量。另外，由于处理器系统中有一种活动模式和五种低功耗模式，所以通过指令控制处理器时钟的打开与关闭(即采用不同的工作模式)，实现对总体功耗的控制来达到节能的目的。
在采用各种节能策略之后，整个硬件平台的整体能耗如表1所示。
本文主要介绍了以MSP430F1611单片机为核心，实现对外界环境中温度、湿度及光信号进行精确采集的无线传感器网络节点的硬件设计方案。在实际的组网测试中，笔者将其应用于黄河地区生态环境监测，构建了15个节点和1个Sink节点的小型网络，一般情况下节点处于休眠状态，当有中断请求时激活节点工作，采用中断方式接收和发送数据，将采集到的数据传输给主机。实验表明，采用这种方式建立的无线传感器网络具有稳定可靠的性能，能以及低的电能消耗进行工作，使功耗达到最低，从而满足设计要求。