Vì giao tiếp phải đƣợc thực hiện thơng qua bộ thu phát không dây nên thiết kế giao thức MAC là rất quan trọng trong mạng cảm biến không dây. Các giao thức MAC đảm bảo giao tiếp trong môi trƣờng không dây sao cho liên kết truyền thông giữa các node đƣợc thiết lập đƣợc kết nối trong mạng, điều này còn giảm thiểu hoặc loại bỏ những xung đột xảy ra khi hai node lân cận cùng truyền dữ liệu.
Mơ-đun khơng dây nRF24L01 đƣợc sử dụng có một bộ truyền nhận, sử dụng bộ khuếch đại công suất, bộ khuếch đại nhiễu thấp. Bộ điều khiển khuếch đại công suất đƣợc sử dụng để thiết lập năng lƣợng đầu ra từ bộ khuếch đại RF thu phát. Phạm vi công suất phát từ -18dBm đến 0dBm trong chế độ truyền. Radio có ba chế độ tốc độ dữ liệu không dây 2Mbps, 1Mbps và 250Kbps, với ăng-ten 2,5dB và tốc độ dữ liệu 250kbps, khoảng cách truyền dẫn có thể lên đến 1 km trong khu vực mở, khoảng 750 mét với tốc độ dữ liệu 1Mbps và khoảng 520 mét với tốc độ dữ liệu 2Mbps. Trên thực tế, phạm vi truyền dẫn phụ thuộc rất nhiều vào từng tình huống cụ thể.
3.2. Vi điều khiển họ AVR của Atmel [11,14]
Tùy từng yêu cầu cụ thể của các kiến trúc mạng mà có thể chọn các họ vi điều khiển cho phù hợp nhƣ vi điều khiển 8051, ARM (Acorn RISC Machine), PIC (Programmable Intelligent Computer), tuy nhiên thông dụng hiện nay là vi điều khiển họ AVR với những lợi ích nổi bật của nó nhƣ: dễ sử dụng, phù hợp với nhiều kiến trúc, có khả năng tùy biến cài đặt theo yêu cầu ngƣời dùng và giá thành rẻ.
Họ vi điều khiển AVR đƣợc phát triển bởi hãng Atmel (nay đã đƣợc mua lại bởi Microchip và ON semi) với cấu trúc AVR RISC, là một trong những họ vi điều khiển đầu tiên sử dụng kĩ thuật bộ nhớ Flash để lƣu trữ chƣơng trình với những tính năng: khơng biến đổi, có thể xóa bằng điện và lập trình lại bộ nhớ nhiều lần và có dung lƣợng lớn, có nhiều ngõ vào ra (I/O) hai hƣớng, cho phép bộ nhớ chƣơng trình đƣợc lập trình lại trong hệ thống thơng qua một giao tiếp ngoại vi nối tiếp (SPI), bởi một bộ lập trình bộ nhớ đặc biệt, hoặc bằng một chƣơng trình khởi động chạy trên lõi AVR.
AVR có rất nhiều dòng khác nhau bao gồm dòng Tiny AVR (nhƣ AT tiny 13, AT tiny 22…) có kích thƣớc bộ nhớ nhỏ, ít bộ phận ngoại vi, rồi đến dịng AVR (chẳng hạn AT90S8535, AT90S8515,…) có kích thƣớc bộ nhớ vào loại trung bình và mạnh hơn là dòng Mega (nhƣ ATmega8, ATmega128,…) với bộ nhớ có kích thƣớc vài Kbyte đến vài trăm Kb cùng với các bộ ngoại vi đa dạng đƣợc tích hợp trên chip, cũng có dịng tích hợp cả bộ LCD trên chip (dòng LCD AVR). Tốc độ của dòng Mega cũng cao hơn so với các dòng khác. Sự khác nhau cơ bản giữa các dịng mega AVR chính là cấu trúc ngoại vi, cịn nhân thì vẫn nhƣ nhau. Dịng AVR mới là XmegaAVR ra đời năm 2008, với những tính năng mạnh mẽ chƣa từng có ở các dịng AVR trƣớc đó có thể coi là dòng MCU 8 bit mạnh mẽ nhất có trên thị trƣờng. Vi điều khiển Atmega AVR có cơng suất cao, tiêu thụ năng lƣợng thấp, cấu trúc tập lệnh rút gọn đƣợc thể hiện qua hình 3.4.