无线传感器网络是由部署在监测区域内的大量微型传感器节点通过自组织的方式构成的。微处理器作为无线传感器节点的计算核心，所有的设备控制、任务调度、能量计算、功能协调、通信协议、数据整合和数据转储程序都将在这个模块的支持下完成，所以处理器的选择在传感器节点设计中是至关重要的，应满足以下几个要求：外形小、集成度高、功耗低并支持睡眠模式、运行速度快、有足够的gpio和通信接口、可扩展大容量的存储器、成本低、有安全保证等。目前使用较多的有atmel公司的avr单片机和ti公司的msp430超低功耗系列8位处理器。随着节点采样速率的提高和处理存储信息量的增大，对处理器的要求也越来越高，传统的8位处理器速度与外围器件的速度就会存在相互限制的瓶颈。arm处理器其低端产品价格便宜、功耗极低．并且有相当高的集成度、极快的处理速度以及可观的地址空间，是需要大量内存、外存以及高数据吞吐率和处理能力的新一代传感器网络节点处理器的理想选择。本文以philips公司的lpc2103为处理器，结合外围传感器和2.4 ghz无线收发模块cc2420，设计了具有电量监测功能的无线传感器网络微型节点，并在实际中得到了应用。
2微型节点的体系结构
节点由数据采集单元、处理器单元、无线通信单元和能量供应管理单元组成，如图1所示。数据采集单元负责监测区域内信息的采集和信号转换；处理器单元负责控制整个传感器节点的操作，存储和处理数据，通信协议管理等：无线通信模块负责与其他传感器节点通信；能量供应单元为传感器节点提供运行所需的能量，本设计采用两节7号1.5v的aa电池供电。电量监测单元负责监控电池能量，将电量数据实时提供给处理器。
2.1数据处理单元
本设计中数据处理单元选用lpc2103微处理器，基于一个支持实时仿真和跟踪的16/32位arm7tdmi-stm cpu。并带有32 kb嵌入式的高速flash存储器和8 kb片内sram。128位宽度的存储器接口和独特的加速结构使32位代码能够在70 mhz的最大时钟速率下运行。对代码严格控制的应用可使用16位thumb模式将代码规模降低超过30％，而性能损失却很小。lpc2103采用超小lqfp48封装，支持空闲和掉电两种低功耗模式，具有2个32位定时器、1个8路10位adc。lpc2103还内置了多个串行通信接口，包括2个16c550工业标准的uart、1个spi接口、1个可以兼容spi、ssi和microwire总线的ssp总线接口以及两个高速fc接口等，特别适用于工业控制和通信网关等应用。
由于无线传感器节点的通信能力有限。加上节点工作的占空比非常小。很多数据不可能实时地转发出去，因此本设计中采用了一个串行的外部flash存储器at45db04l，容量为528 kb。具体容量可针对不同的应用作相应的调整。该存储器是atmel公司的新型flash器件。具有容量大、读写速度快、外围电路少、功耗低等诸多优点。at45db041中的数据按页存放，分为主存和缓存两部分，主存中的数据掉电不丢失．缓存加快了读写速度，掉电数据会丢失。该器件具有spi串行接口，硬件连接十分简单．通过片选引脚cs使能，通过串行输出(so)和串行输入(si)进行数据读写操作，由串行时钟(sck)控制读写操作。数据处理单元的接口电路如图2所示。
2.2数据采集单元
此单元的主要硬件部分为传感器，传感器模块是传感器节点体系结构中真正和外部信号量接触的模块，一般包括传感器探头和变送系统两部分，探头采集需要传感的温度、湿度、光度和压力等模拟量信息，将其送人变送系统。后者将上述物理量转化为系统可以识别的原始电信号，然后经过积分、放大电路处理，最后经adc转换成数字信号送入处理器，本设计中采用ti公司生产的12位低功耗、高精度tmpl01数字温度传感器。它采用12c和smbus兼容的2线数字接口。可以广泛应用于许多高分辨率和宽量程温度测量场合。tmpl01采用6引脚sot23封装，供电电压为2.7 v～5.5 v，转换精度在9 bits~12 bits可选，分辨率高达0.062 5℃，最大测量温度超过150℃。硬件连接简单。本设计中采用it总线与处理器连接，如图2所示。
2.3无线通信单元
无线通信单元电路由chipon公司生产的低功耗、短距离无线通信模块cc2420组成，该器件是一款符合zigbee技术的高集成度工业用射频收发器，采用qlp-48封装，其mac层和物理层协议符合802.15.4规范，工作于2.4 ghz频段。cc2420只需极少的外部元件，可确保短距离通信的有效性和可靠性，支持数据传输率高达250 kb/s，可实现多点对多点的快速组网，器件体积小、成本低、功耗小，适于电池长期供电，具有硬件加密、性能稳定、安全可靠、组网灵活、抗毁性强等特点。cc2420与处理器连接简便，使用sfd、fifo、fifop和cca四个引脚表示收发数据状态．处理器通过spi接口(miso、mosi、sck、ssel)与cc2420交换数据，发送命令。无线通信单元的接口电路如图3所示。
2.4能量供应单
