糧庫無線溫濕度傳感器網絡的監測節點設計

2．2 傳輸模塊設計
傳輸部分采用Chipcon公司的CC2420芯片。它是Chipcon公司推出的首款符合2．4 GHz IEEE 802．15．4標準的射頻收發器。該器件包括眾多額外功能，是第一款適用于ZigBee產品的RF器件。它基于Chipcon公司的SmartRF03 技術，以0．18 μm CMOS工藝制成，只需極少外部器件，性能穩定且功耗極低；具有工作電壓低(2．1～3．6 V均可工作)、能耗低、體積小等非常適合于集成的特點；采用QPSK調制方式，最大收發波特率250 kb／s，外部采用SPI的接口，可以直接和微處理器芯片ATmega128L相連接。傳輸模塊接口電路如圖3所示。

2．3 傳感器模塊設計
傳感器模塊采用的是數字溫濕度傳感器SHT11。該芯片主要特點如下：
①高度集成，將溫度感測、濕度感測、信號變換、A／D轉換和加熱器等功能集成到一個芯片上；
②提供二線數字串行接口SCK和DATA，接口簡單，支持CRC傳輸校驗，傳輸可靠性高；
③測量精確度高，由于同時集成溫濕度傳感器，可以提供溫度補償的濕度測量值和高質量的露點計算功能；
④封裝尺寸超小，測量和通信結束后，自動轉入低功耗模式；
⑤高可靠性，采用CMOS工藝，測量時可將感測頭完全浸于水中。
處理模塊ATmega128L通過I2C接口與SHT11相連。

3 節點軟件檢測
對設計好的節點分模塊進行軟件檢測，針對各個不同模塊編寫測試程序驗證節點工作的可靠性。檢測工具為AVR Studi04，硬件仿真器為JTAGICE。在進行軟件測試之前，先要通過連接AVRStudi04找到ATmega128，然后將其熔絲位更改為外部時鐘，使其對應于7．372 8 MHz晶振提供的時鐘源。編程方式選用JTAG編程。本文僅就外部晶振及指示燈、串口、溫濕度傳感器SHT11和CC2420無線通信的軟件檢測進行說明。完整的ZigBee協議棧由物理層、介質訪問控制層、網絡層、安全層和高層應用規范組成。ZigBee協議棧的網絡層、安全層和應用程序接口等由 Zig-Bee聯盟制定。其中安全層(security)主要實現密鑰管理、存取等功能。應用程序接口負責向用戶提供簡單的應用軟件接口(API)，包括應用子層支持(Application Sub-layger Support，APS)和ZigBee設備對象(ZigBee DeviceObject，ZDO)等，實現應用層對設備的管理。其中協調器和終端節點在介質訪問控制層定義實現，星型網絡的實現在網絡層定義。用戶可針對不同的需要在應用層自行定義開發，也可參考引用已定義的一些簇(cluster)。ZigBee協議棧示意圖如圖4所示。

3．1 外部晶振及指示燈檢測
外部晶振及指示燈(黃燈)的部分檢測程序如下：