摘    要：针对推广工业过程自动化无线网络规范的需求，提出一种基于此规范的开发平台设计方法。此平台以arm7芯片lpc2136作为核心处理器，以cc2520作为射频收发器，可以方便地通过iic或adc接口扩展传感采集模块．为了便于调试还集成了人机交互及jtac调试接口一详细阐述了其硬件设计并对平台性能进行了测试试验。结果表明，该开发平台达到了预期的设计要求，便于用户基于此平台进行开发研究。

关键词：无线传感器网络；过程自动化；开发平台

中图分类号：tp 27    文献标识码：a

    在国际工业过程控制领域，过程自动化的无线化已经成为一个研究热点。但在此领域还缺乏一个公开的国际标准。在这种情况下，由我国自主研发的应用于工业过程自动化领域的标准wia-pa已于2008年10月成为了iec的publicavailable规范，于2009年7月通过iec投票成为了新工作项目方案。由于应用环境和应用需求的不同，国内外出现了多种无线传感网络平台，文献[3]提出了一种用于栖息地监测的无线传感器网络平台设计方案；文献[4]提出了一种具有震动检测和gps定位功能的无线传感网络平台；文献[5]在已有无线节点的基础上，提出了一种新型的混合平台。这些平台都有各自的特点和应用场合，但都不适合作为通用的开发平台来使用。鉴于此种情况，本文提出了一种通用的wia-pa开发平台，并基于这个平台进行了诸多试验，验证了平台的性稳定。

    因为此平台的定位是“给入门级用户提供一个研究wia-pa规范的开发平台”，所以为了便于用户开发和使用，此平台具有如下特点：

    1)模块化基于模块化的设计思想，整个平台的硬件设计分为传感模块，核心板和无线收发模块3个部分，如图1所示。

   

    图中，i2c接口和adc接口连接传感模块与核心板，完成传感信息采集功能。用户可以根据自己的实际需求选择使用数字的i2c接口还是模拟的adc接口。方便用户在同一平台上开发多种不同的传感模块。目i2c为一种总线结构，可以同时挂接多个传感模块，只需要通过设定地址来区分各个模块。这种总线结构方便用户实现多种传感信号集中采集，而不需要每一个传感信号对应一个设备，节省了硬件成本。比如用户可以将温度量、湿度量、光强等传感信息的采集，用一台设备来实现。

  无线扩展接口给核心板和无线收发模块提供了一个数据和控制信息传输的通道。用户可以根据使用射频芯片的不同来自行定义接口含义，增加了用户开发、设计的灵活性。

    2)通用性此平台的核心处理器芯片为一款飞利浦公司的arm7芯片lpc2136。其开发调试环境为arm公司提供的ads开发调试环境。这一通用的调试环境使大多使用者能够很快地展开研发工作。核心板上提供的调试接口为通用20针jtac调试接口，方便用户调试和下载。

    一般来说，不同功能的无线设备对硬件资源的需求是不同的。比如zigbee协议中规定的终端设备、路由器和协调器，对硬件资源的需求依次递增，此平台的硬件资源能够满足大多无线设备的需求，用户可以在同一平台上实现多种设备的开发：

  3)友好的人机界面核心板为用户提供了一个4 cm x3 cm的lcd显示屏，可以显示设置参数、传感信息、cpu状态、操作菜单等信息。给用户提供了一个直观而友好的显示界面。

    下面主要对核心板和无线收发模块的设计与实现加以阐述：

    1)核心板的设计与实现核心板的功能框图如图2所示。

  它主要包括6个部分：arm7处理器、上位机接口、传感接口、无线扩展接口、人机交互接口和电源管理。处理器采用的是飞利浦公司的lpc2136，主时钟由一个外部的11. 059 2 mhz的晶振提供，处理速度可达60 mhz，内置32 kb的