【正文】 圖 CC2430 模塊設(shè)計(jì)原理圖 ，每一個(gè)流量傳感器都與一個(gè)低成本的 ZigBee 終端節(jié)點(diǎn)相連接，用于采集各個(gè)水管的流量信息，農(nóng)田內(nèi)能夠根據(jù)距離的不同來(lái)構(gòu)建 ZigBee 路由節(jié)點(diǎn)，一起構(gòu)成 ZigBee 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，各個(gè)終端節(jié)點(diǎn)把收集到的流量數(shù)據(jù)信息上傳到 ZigBce 中心節(jié)點(diǎn)，這一網(wǎng)絡(luò)的 包括廣度 可以 很大的擴(kuò)充 ，并且不需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃、很少需要維修，這一網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)不同的建網(wǎng)要求進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的不同設(shè)計(jì) [8] ，如圖 。 (2)該系統(tǒng)具有較強(qiáng)的自我組 織，自我修復(fù)能力，系統(tǒng)自我組織能力：不用人為干涉，某一節(jié)點(diǎn)可以自動(dòng)識(shí)別位于同一系統(tǒng)的其他節(jié)點(diǎn)并進(jìn)行連接，形成一個(gè)整體的網(wǎng)絡(luò)；系統(tǒng)自我修復(fù)能力：加入或者去掉其中某一節(jié)點(diǎn)，或者某一節(jié)點(diǎn) 的位置發(fā)生變動(dòng) ， 網(wǎng)絡(luò) 能夠 自動(dòng)進(jìn)行自我修復(fù)，而且自動(dòng) 對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行 對(duì)應(yīng)的改變 ， 不用人為對(duì)其干涉 ， 使 整個(gè)系統(tǒng) 繼續(xù)正常運(yùn)行 。這有諸多優(yōu)點(diǎn)：具有較高效率的程序代碼 ， 能夠方便快 捷的對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)維護(hù) ， 其代碼能夠方便的跨平臺(tái)移植 [10]。 在 ZigBee 無(wú)線傳感儀器體系中。數(shù)據(jù)傳遞應(yīng)用簡(jiǎn)單的異或校驗(yàn)，如果信息檢驗(yàn)發(fā)生錯(cuò)誤，會(huì)將該信息丟掉，并不進(jìn)行信息糾錯(cuò)。 圖 通信程序流程圖 部分 ，主要用于 結(jié)點(diǎn)間 網(wǎng)絡(luò) 環(huán)境的建立 。 此外中心節(jié)點(diǎn)對(duì)入網(wǎng) 的 傳感器 節(jié)點(diǎn) 物理地址 與已 經(jīng) 儲(chǔ)存的 節(jié)點(diǎn)物理 地址 做 比較， 檢驗(yàn)有沒(méi)有未接入網(wǎng)絡(luò)的傳感器節(jié)點(diǎn) 。但為了使系統(tǒng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求， 應(yīng)該進(jìn)行驗(yàn)證系統(tǒng)的操作 [11]。 測(cè)試 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)的加入和斷開(kāi)問(wèn)題是網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試的目的。原程序如下： Unsignedcharkeyscan(void) { Unsignedcharkey=0； If(!Keyl) { while(!Keyl)； key=l； } If(!Key2) { while(!Key2)； key=2； } Return key； } 網(wǎng)絡(luò)加入連接的測(cè)試實(shí)驗(yàn)顯示如圖 。 設(shè)計(jì) 完成的 任務(wù)及成果 ： 完成了數(shù)據(jù) 信息接收 、數(shù)據(jù) 信息 傳輸、數(shù)據(jù) 信息 通信、 IC 刷卡的體系整體策劃 。 ZigBee 作為 全球 新出現(xiàn)的無(wú)線通信技術(shù)，以其自身的 特點(diǎn) ，被廣泛 運(yùn)用 于工農(nóng)業(yè)自動(dòng)化 的每一個(gè)角落 。 相信 隨著 農(nóng)業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展 需要，對(duì) ZigBee 學(xué)習(xí)，以后在 ZigBee 無(wú)線通信 技術(shù)上會(huì) 取得更大的收獲 。 進(jìn)一步 研究?jī)?nèi)容 ： 現(xiàn)階段，因?yàn)?受 到傳感器發(fā)展和技術(shù)上的限制，設(shè)計(jì)中的 “ 農(nóng)業(yè)灌溉流量監(jiān)測(cè)計(jì)價(jià)系統(tǒng) ’’還不 是完全意義上的 智能 農(nóng)業(yè) 系統(tǒng)， 農(nóng)業(yè)灌溉流量監(jiān)測(cè)計(jì)價(jià)系統(tǒng)只是數(shù)字農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的一部分， 真正 意義上 的農(nóng)業(yè)智能系統(tǒng)，它不僅包括 灌溉流量監(jiān)測(cè)計(jì)價(jià)系統(tǒng) ，還包括有 智能灌溉 ， 自動(dòng)施肥 ， 智能防災(zāi)害 ， 除草等多種智能系統(tǒng)，是一個(gè) 統(tǒng)一 的 智能 化 農(nóng)業(yè)系統(tǒng)。 。 這個(gè)設(shè)計(jì) 讓我學(xué)到 了很多 有用的 東西 ， 明白 了 一個(gè)工科的學(xué)生一定要有 扎實(shí)的 基礎(chǔ) ， 同時(shí) 也是我 對(duì)培養(yǎng)和加強(qiáng)創(chuàng)新能力的 開(kāi)始 引起高度的重視， 明白 只學(xué)會(huì)書(shū)本上的知識(shí) 是 不行的 。 所以 本 設(shè)計(jì) 對(duì)于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究有 非常深遠(yuǎn) 的意義， 可以在日后的 探討和研究 中發(fā)揮重要作用。 低 消耗 、低 費(fèi)用 、 自成 網(wǎng)、應(yīng)用簡(jiǎn)單等是 ZigBee 的優(yōu)點(diǎn)，使其 逐 步 成為無(wú)線 通信技術(shù)的 標(biāo)準(zhǔn) 技術(shù) ， 在全球的市場(chǎng)應(yīng)用中將會(huì) 越來(lái)越廣闊。 完成了 農(nóng)業(yè)灌溉流量監(jiān)測(cè)計(jì)價(jià) 系統(tǒng)通信系統(tǒng)的軟件、硬件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了傳感器采集的數(shù)據(jù)經(jīng) ZigBee 網(wǎng)絡(luò) 傳遞進(jìn) 中心節(jié)點(diǎn) 。 系統(tǒng)不足之處在于 由于本設(shè)計(jì)軟硬件均需 個(gè)人 來(lái)設(shè)計(jì) ， 任務(wù)量 較大， 導(dǎo)致系統(tǒng)中用到的很多 軟、硬件功能模塊 的設(shè)計(jì)都不能非常完美 ，所以最終的測(cè)試處于小范 圍 和有限的功能模塊的測(cè)試， 僅是 完成了 對(duì)系統(tǒng) 基本功能 的測(cè)試。當(dāng)按 下控制按鈕“ SW2’’以后，傳感器節(jié)點(diǎn)即斷開(kāi)網(wǎng)絡(luò)連接，在軟件窗口中會(huì)出現(xiàn)“ Unhanded primitive”的提示。 該系統(tǒng)的軟件平臺(tái)主要由 IAR Embedded Wordbench， ZigBee 協(xié)議棧和其它若干仿真軟件構(gòu)成。中心節(jié)點(diǎn)程序 流程圖如圖 。中心 節(jié)點(diǎn)在 加 電 進(jìn)行 初始化 以 后， 第一步 要 進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)建立 。 SHT11 與 CC2430 之間使用 IIC 總線串口通信形式， CC2430 的程序編寫(xiě)如下：初始化 IIC 總線，初始化 SHT11，等待接受數(shù)據(jù)，接受數(shù)據(jù)并暫存，數(shù)據(jù)接受完后發(fā)送數(shù)據(jù)到中心節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)所傳送的信息形式包含幀頭、目標(biāo)位置、數(shù)據(jù)信息多少、數(shù)據(jù)信息內(nèi)容及校正檢驗(yàn)位。采集到的信息由終端節(jié)點(diǎn)傳遞到中心節(jié)點(diǎn)。 便于 用戶方便快捷的對(duì)農(nóng)田進(jìn)行灌溉。 IC讀寫(xiě)器根據(jù)中心節(jié)點(diǎn)處理器的指令實(shí)現(xiàn)對(duì)非接觸式 IC卡的刷卡計(jì)費(fèi)。 CC2430 處理儀器和位于田間的流量傳感儀器組成，這個(gè)模塊的作用是實(shí)時(shí)接收灌溉區(qū)域各個(gè)流量傳感儀器所測(cè)信息，并且是經(jīng)過(guò) ZigBee 無(wú)線網(wǎng)傳遞到中央節(jié)點(diǎn)的處理單元。 數(shù)據(jù)處理：中心節(jié)點(diǎn)處理器收集傳來(lái)的數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析處理。 方案和模塊設(shè)計(jì) 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 首先在灌溉區(qū)域用 CC2430 架設(shè)出無(wú)線 Mesh 網(wǎng)，每一個(gè) CC2430 連接一個(gè)流量傳感器，以便傳感器節(jié)點(diǎn)將采集到的流量信息通過(guò) Mesh 傳送到中心節(jié)點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)以流量為基準(zhǔn)的刷卡計(jì)費(fèi)。 圖 中心節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)框圖 三．外圍模塊硬件結(jié)構(gòu) 外部的模塊主要有電源構(gòu)成，負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)體系的供電。 硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 一．網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)硬件結(jié)構(gòu) 基于 CC2430 的 ZigBee 技術(shù)的片內(nèi)資源豐富，功能強(qiáng)大， 無(wú)論 是位于處理器位置的中心節(jié)點(diǎn)還是位于農(nóng)田內(nèi) 的傳感器節(jié)點(diǎn)， 他們 硬件 的組成 都 很 簡(jiǎn)單，方便 。 在 CC2420 芯片的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的 CC2430 芯片，集合成了 ZigBee 射頻端、內(nèi)部存儲(chǔ)器和微小控制處理器是在一個(gè)處理芯