實驗平台

本研究所使用的實驗平台為研華科技公司所開發之無線感測器節點，型號為 ADAM-2520Z，其外觀圖如圖 4-1 所示。ADAM 系列為研華科技公司專為工業控 制所設計之無線感測器節點，依節點運算功能以及硬體能力可再區分為許多型號。

ADAM-2520Z 為一個專為全功能裝置(FFD)所設計的型號，其內部模組方塊圖如 圖 4-2 所示。

圖 4-1 ADAM-2520Z 外觀圖

圖 4-2 ADAM-2520Z 模組方塊圖

ADAM-2520Z 由於基於工業運算需求，其節點設計與一些傳統感測器節點不 同，其運算單元為無線通訊模組 CC2530 本身，相較於 OctopusII 等傳統型節點由 運算單元來控制無線通訊模組，這種設計可以讓運算單元直接控制無線通訊模組，

不會因為任務排程而造成延遲。通訊模組 CC2530 為德州儀器基於 IEEE 802.15.4 無線通訊協定所制定之實體層規範所設計，工作頻段為 2.4 GHz，傳輸速率為 250 kbps，非常適合作為低速率無線個人網路(Low Rate Wireless Personal Area Network, LR-WPAN)設備內之無線通訊模組。CC2530 使用標準 8051 指令集控制晶片內的 增強型 8051 內核來做為中央處理器(Central Processing Unit, CPU)，中央處理器內 有一個中斷控制器，可控制 18 個中斷源，同時也提供不同大小的內存記憶體，可 以據應用選擇適合的型號，大小從 32 kB 到 256 kB。

CC2530 系統晶片內提供兩組通用非同步收發傳輸器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter, UART)，ADAM-2520Z 將其作為溝通快閃記憶體與輔助微控 制器的橋樑。由於 ADAM-2520Z 為 ADAM 系列產品裡用作是 FFD，甚至是網路 協調者的角色，故單以 CC2530 內部的記憶體不夠供給工業及應用需求，故外接 一枚快閃記憶體供其記憶網路資訊。輔助微控制器採用 MSP430 系列晶片，為德 州儀器所出產之節能型晶片，同時具有多組通用型輸入輸出(General Purpose Input/Output, GPIO)接腳，可供節點外接使用。

CC2530 晶片內只提供 3 組輸入輸出埠(Port)，故 ADAM 系列產品均外接一個 I/O 擴充 IC，這些擴充接腳可供發光二極體(Light-Emitting Diode, LED)提供訊號 指示燈給予使用者了解目前節點的運行狀況，除了外接 LED，擴充腳位也在某些 ADAM 型號產品中提供數位訊號輸入。為了更彈性地適應各種應用，ADAM 節 點本身也提供指撥開關與按鈕等中斷輸入給予使用者切換節點狀態。

功率放大器為無線產品常用的模組，由於 IEEE 802.15.4 無線通訊協定所制定 的實體層規範傳輸範圍約不到 100 公尺，且電磁波容易被遮蔽，故在 ADAM-2520Z 等預設為 FFD 的產品中，研華科技公司安裝了功率放大器來增強其訊號。CC2591 為德州儀器提升 2.4 GHz 功率的方案，輸出功率在理論上可放大+ 22 dBm，接收 Embedded Workbench，開發環境如圖 4-3。IAR 具有專為 MSP 以及 8051 等熱門 晶片所開發之版本，除了高度集中的專案管理方案，還有各家公司的晶片編譯器，

可直接於開發環境上進行除錯與燒錄。透過將各種命令列的開發工具整合起來，

開發者可以更便利地進行專案開發。

圖 4-3 IAR 開發環境介面圖

開發專案於 IAR 環境時，可以以設置中斷點方式，檢查各項流程步驟的正確 性。另外 IAR 開發環境也提供監看功能，可以隨時對暫存器(Register)或開發時所 設計之變數進行監看。例如在開發時設立一個陣列來存放由 CC2530 通訊模組所 接收的封包，則當通訊模組被電磁波觸發中斷後，經硬體確認格式，交由 8051 內核儲存，監看畫面可以看到此陣列內的參數變化。