CyFi无线传感嚣网络组建与通信设计■北京理工大学叶青林马忠梅关键词CyFi无线传感器网络PSoCUSBCY3271实现无线传感器网络的相关协议层出不穷，如红外、成熟的链接管理算法使得CyFi成为2．4GHz频段的高蓝牙、ZigBee、Wi—Fi等。但是目前这些协议都存在种种可靠性无线解决方案。问题，例如红外技术遇到障碍物就失灵，蓝牙比较耗电，②简化。CyFi提供的轻量级星型协议栈CYFISNPZigBee协议比较复杂等等。针对这些问题，Cypress公尺寸非常小，应用于Hub仅占用8KB，而应用于节点仅司推出了CyFi低功耗无线解决方案，同时还推出了针对为6KB，如图2所示。CYFISNP协议栈可直接在PSoC新手的PSoCFirstTouch入门套件CY3271以及其他扩展Designer中使用，套件。本文使用此套件组建CyFi无线传感器网络，并在其所提供的用户模64KBtg~eeL-WAVEL_vr1PC机上通过USB接口实现节点的绑定及数据的采集。块使开发者只需简I6I!l丑单的拖放即可实现。_——1CyFi简介创新的无线设计，用户无需自行编写。KBCypress公司先前推出的WirelessUSB技术已被广泛26KB26KB应用于无线鼠标、键盘、游戏手柄等产品中。在此基础之任何通信协议或编16KB上，Cypress公司又推出了针对嵌入式控制领域的一款低码，与PSoC可编8KB成本、低功耗、高可靠性的无线射频解决方案——CyFi。程片上系统的结合r_1r_]8rK_]B6rK．B]CyFi的市场定位使其具有可靠、简化、低功耗、多信道等使其在研发过程的FFDRFD节点Hub节点特点。任何阶段都可进行图2协议栈大小比较①可靠。通过使用直接序列扩频(DSSS)调制技术，重新编程。CyFi能够使传输的数据从可能的错误中恢复回来，从而③低功耗。为了实现低功耗，CyFi尽量工作在睡眠提供出色的连接可靠性。对于来自同样工作在非常拥挤模式。这意味着在干扰较弱的情况下，CyFi将以尽可能的2．4GHz频段的wi—Fi、蓝牙、ZigBee等其他无线技术快的速度(1Mbps)传输，以缩短传输时间；而在干扰较强的干扰，CyFi的跳频技术能以预设的频段间隔自动搜索的情况下，将启用DSSS调制技术并提高RF发射功率以干净的信道进行通信，如图1所示。同时，CyFi的链接管250kbps的速率传输，从而减少重传的可能。当节点与理功能可以根据网络环境将发射功率、传输速率自动调整Hub的距离较近时，节点也能降低发射功率从而减小功到保证可靠链接的最优配置上。DSSS调制、跳频技术和耗。这种有效的电源管理机制使得采用CyFi的典型传感器应用只靠2节AA电池就可使用4年之久]。④多信道。由于CyFi仅占用1MHz的带宽，故可用信道多达8O个，而ZigBee等仅能使用16个5MHz的信道。2．3962．4002．4042．4082．4122．4162．4202．4242．4282．432频率／GHz20Y3271简介图1CyFi跳频技术CY3271是Cypress公司针对新手推出的一款带CyFipaper@mesnet．corn．cn(投稿专用)Micr。c。ntr。11ers＆EmbeddedSystems47堋巴犟攀簟垒．簟_r_1_。的低成本USB接口套件，包括PSoC集成开发环境PSoC字节的RadioID，此ID在收发器出厂时烧人，不可更改且Designer、用于数据采集的感应控制软件SCD、带RF功能全球唯一；另一种为1字节的NodeID，此ID在节点绑定的PC桥FTPC、多功能板FTMF、支持长距离无线应用并时确定，可以事先指定也可以由Hub动态分配。由于Ra—带功率放大器的RF扩展板FTRF，以及2个电池板。其dioID较复杂，开发人员在开发过程中可以忽略Radio中，PC桥FTPC作为CyFi的Hub设备使用；RF扩展板ID，而只关注NodeID。FTRF作为CyFi的节点设备使用，同时带有一个超低功对于多功能板A可直接使用光盘上的MF—CS—耗的温度传感器；而多功能板FTMF中带有CapSense触SLIDE样例，不需要修改。对于节点A使用的RF一12C—摸传感器、接近式传感器、温度传感器、光传感器和红、黄、BRIDGE样例，主函数中需修改调用CYFISNP—BindStart蓝3个LED灯。本文中仅以CapSense触摸传感器为例。()函数时的参数，如下：3硬件结构for(；；){if(CheckBindButton()){／／若按下绑定键由于CyFi使用的是星型广播式网络协议，所有消息CYFISNP_BindSt