ZigBee無線傳感器網絡在遠程環境監測中的應用設計

CC2430是真正的系統芯片CMOS解決方案。這種解決方案能夠提高性能并滿足以ZigBee為基礎的2．4 GHz ISM波段應用對低成本、低功耗的要求。CC2430在單個芯片上整合了ZigBee射頻前端、內存和微控制器。它使用1個8位8051MCU，并具有32／64／128 KB可編程閃存和8 KB的RAM，還包含模擬數字轉換器、幾個定時器、AESl28協同處理器、看門狗定時器、32 kHz晶振、休眠模式定時器、上電復位電路、掉電檢測電路以及21個可編程I／O引腳。
對于環境遠程監測系統來說。一方面需要對監測區域內的環境參數進行實時、精確地采集，整體了解監測區域的溫度、濕度等參數分布狀況，并進行必要的預測；另一方面，當某一參數值出現異常時，還要求網絡應能及時報警，以預防事故發生。野外環境的各種參數變化比較緩慢，但是從緩慢的變化中可以看出變化的趨勢，因而需要對環境數據做周期性的采集并向上報告，以便管理人員根據數據的變化對可能出現的危險提前做出預測并采取相應的處理措施，從而盡可能避免災難的發生。但考慮到節點的能耗要求，節點不應該一直不停歇的對監測區域的環境參數進行采集，因此，本系統傳感器節點的設計采用電池供電，中心控制節點采用穩壓電源供電。中心控制節點與監控中心通過串口相連。
2．2 無線傳感器節點的結構設計
傳感器節點是系統的數據源，它主要由濕度、溫度、煙塵等多路傳感器采集模塊、信號調理模塊和無線收發模塊組成，負責采集和上傳監測區域內的各種環境參數和接收環境監控中心發送的模式控制命令。為滿足野外無人值守的需求，設計可采用電池供電方式。其硬件結構框圖如圖3所示。

中心控制節點負責啟動整個網絡和維護節點，采集無線傳感器網絡上傳來的環境參數，并通過串口發送到監控中心計算機上，同時偵聽串口接收中斷，用以向傳感器節點發送模式控制指令，因此，在中心控制節點的硬件平臺上可擴展使用RS232串口。考慮到功耗等問題，電源系統的設計采用穩壓電源供電，這樣電量較為充足，能夠滿足系統需求。除了上述特殊需求外，中心控制節點的結構設計與傳感器節點的不同之處是其不包含傳感器組和信號調理模塊。