基于ZigBee的高壓開關柜無線溫濕度監測系統

　　系統的溫濕度檢測采用瑞士SENSIRION公司推出的基于CMOSens技術的新型數字式溫濕度傳感器SHT71。它是一款將溫濕度傳感器、信號放大調整器、模／數轉換器和總線接口全部集成在一個芯片上的單片全校準數字輸出傳感器，可以提供-40～120范圍內分辨率為14 b的溫度測量以及0～100％范圍內分辨率為12 b的濕度測量。SHT71采用串行接口與微處理器相連，它的串行時鐘輸入線SCK和串行數據線DATA直接與微處理器CC2430的通用／輸出口線相連，電路原理圖如圖1所示。串行時鐘輸入線SCK與微處理器保持通信同步，串行數據線DATA收發通信協議命令和數據。其控制流程如下：微處理器用1組“啟動傳輸”時序表示數據傳輸的初始化，接著發送1組測量命令后，釋放DATA數據線，等待SHT71下拉DATA數據線至低電平，表示測量結束，微處理器讀出測量值后，可根據式(1)、式(2)計算出相對濕度和溫度值：

　　式(1)是相對濕度的計算公式，是微處理器讀到的濕度值，參數的值如表1所示。

　　式(2)是溫度的計算公式，是微處理器讀到的溫度值，參數的值如表2所示。

　　2.2 軟件設計

　　軟件設計基于T1公司推出的ZigBee協議棧的最新版本Z-Stack 1.4.2。ZigBee網絡設備根據功能的不同可以分為協調器、路由器和終端節點。終端節點申請加入網絡，成為協調器或者路由器的子節點后，可以主動向網絡中的任何節點發送數據報，也可以詢問它的父節點是否有發送給它的數據報并接收。路由器包含終端節點的所有功能，此外還可以作為父節點允許其他節點加入網絡，給網絡中的其他節點路由轉發數據報，對邏輯網絡地址進行分配，維護鄰居設備表等。協調器除了包含路由器的所有功能外，還包括創建一個新網絡的功能。新建網絡的流程如圖2所示。