手持臺重要的參數(shù)有：

手持臺的電路可以由CHIPCON公司的單片射頻收發(fā)芯片CC1000，和TI公司的MSP430F1121微處理器組成。CC1000是一款低功耗、低工作電壓、單片UHF無線收發(fā)芯片。該芯片主要為工業(yè)生產(chǎn)、科技和醫(yī)藥應用方面實現(xiàn)在小范圍、短距離通信而設計。頻率一般工作在315，433，868和915MHz，但是通過專用軟件可以很容易計算出使該芯片運行在300~1000MHz內(nèi)任一頻率上所需的參數(shù)，并通過與各種微處理器的配合可以方便快捷地定義其工作狀態(tài)。MSP430F1121微處理器也是一種具有超低功耗特性的功能強大的單片機。它有多種工作模式，工作電流視工作模式的不同為0.1至400uA。一個中斷可以將系統(tǒng)從各種工作模式中喚醒。而RETI指令又使MSP430返回到中斷事件發(fā)生前的工作模式。因此為手持臺節(jié)省能耗成為可能。另外通過MSP430微處理器可以完成對CC1000的各種工作狀態(tài)設置，方便快捷。由這兩個IC構成的電路完全可以滿足手持臺的技術指標列舉如下：

手持臺的軟件流程圖如圖1所示。

基站的基本特性及軟硬件設計如下：

定時發(fā)射基站主要的作用是負責每隔一定時間發(fā)送一個同步時鐘信號給各個手持臺。手持臺接到信號后即開始用計時器開始計時，不同的手持臺計時時間可以通過修改程序使計時時間錯開，隨后進入休眠狀態(tài)，等待中斷喚醒。

一個區(qū)域只可安裝一個定時發(fā)射臺，如果需要多臺，則需要GPS定時。根據(jù)系統(tǒng)的需要，定時發(fā)射臺的作用距離為1km，由上文可知路徑損耗為85.2dB,接收靈敏度為-96dBm，加上30dB的保護能量，則接收機要求的能量為-96+33＝-66dBm。如果定時發(fā)射臺的天線是全向的，G＝30dB，則發(fā)射機的功率要大于(-66+85.2)dBm=19.2dBm。

按發(fā)射功率為1W來設計，設計的定時發(fā)射基站的電路框圖如2所示。

接收基站主要的作用是負責接收各個手持設備發(fā)送的數(shù)據(jù)信息。并負責將所有的數(shù)據(jù)信息及時傳送給管理PC機，管理PC機根據(jù)這些信息即時更新數(shù)據(jù)庫。接收基站可以多點分布。

根據(jù)系統(tǒng)設計要求，接收距離按200m來設計。手持臺的發(fā)射功率為0dBm,加上40dB的保護帶，所以接收站接收到的功率為：-71.2-40＝-111.2dBm。

若天線增益收發(fā)相抵為0dB，則接收的靈敏度為-111.2dBm，設中頻帶寬設定為200kHz，則最低的可檢測輸入功率電平Pmin=-174+53＝-121dBm，此時前端濾波插入損耗L≤4dB，則NF必須<5dB所以電路框圖如圖3所示。

另外，考慮到在0.001km處，空中鏈路衰減25.2dB，所以接收基站收到的最大能量為-25.2dBm，由此可得系統(tǒng)的動態(tài)為(-25.2+111.2)dB=86dB。

為了保證正常的通路，因此在接收基站，需要加低噪聲放大器LNA(G≥15dB，NF1≤2dB),同時要有可調(diào)衰減為20dB的自動增益控制電路AGC。

根據(jù)實際設計的需要，前端濾波器采用f＝433MHz的聲表面波濾波器，其插入損耗L＝1.5dB。由于無源有耗網(wǎng)絡的噪聲系數(shù)為：

系統(tǒng)的噪聲系數(shù)為：

1.41+0.36+0.38=2.16

則：NF＝3.34dB<5dB，完全滿足系統(tǒng)設計的要求。

基站的RF模塊也使用單片射頻收發(fā)芯片CC1000。但是為了節(jié)省成本，MCU可以使用51系列單片機。由于CC1000電源的電壓為3V，因此需要設計一個從3V電平轉換到5V電平的轉換電路。轉換電路既可以使用專用的電平轉換芯片，如Philips公司的74LVC4245和Maxim公司的MAX3370，還可以采用CHIPCON公司開發(fā)板上的轉換電路方案。

當通信范圍不是很大的情況下，比如說就在200米范圍內(nèi)，則定時發(fā)射基站和接收基站可以合二為一。這時基站的軟件流程圖如圖4所示。

功耗分析

在系統(tǒng)的設計中，由于手持臺使用紐扣電池作為系統(tǒng)供電方式。因此，手持臺的功耗是設計時重點考慮的問題之一，可以說是本系統(tǒng)成功的關鍵。為了闡明功耗問題，首先需要分析基本空中數(shù)據(jù)的傳輸過程。

根據(jù)系統(tǒng)設計的需要，定時發(fā)射基站每5s必須作一次定時發(fā)射，且系統(tǒng)的容量為256，用19.2k波特率傳輸數(shù)據(jù)。136bit的定時碼幀格式如下。