基于无线传感网络的温室环境监控系统研究
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压 电路 ，并 增加 一节 电池 。另外 要注 意的是 ，传 感
在通 信协议 上 ，为 缩短监 听周 期 ，可 以在 Ｃ Ｓ Ｔ
发 送 状 态 周 期 内周 期 性 地 发 送 Ｓ ＮＣ帧 ， 当源 节 Ｙ 点 向 目的节 点 发送 数 据 包 时 ，先 生 成 一 个 Ｓ Ｃ ＹＮ —
Ｒ Ｓ帧 ，此 Ｓ ＮＣ Ｒ Ｓ帧包含 目的信 息 、同步信息 Ｔ Ｙ —Ｔ
以及 Ｒ 求 等。 目的节 点 在第 一个 状 态 内收 到 Ｔ Ｓ请 Ｓ ＮＣ Ｒ Ｓ后 ，生 成一个 Ｓ ＮＣ Ｃ Ｓ帧 ，此 帧包含 Ｙ —Ｔ Ｙ —Ｔ 目的信 息 、同步 信息 以及 Ｃ Ｓ请求 。接下来 源节点 Ｔ
和 目的节 点开始 交换数 据 ，结束后 进入 睡眠 。其 他
节点 占用信道则通 过 Ｃ ＭＡ Ｃ Ｓ ／ Ａ方式竞 争获得 。
、 １
匐 化
基于无线传感 网络的温室环境监控 系统研 究
Ｓｔ ｄ ｅ ｈｏｕ ｅ ｅ ｖ ｒ ｎｍ ｅ ｏｎ ｔ ｉ ｇ ｓ ｓ ｅｍ ａｓ ｄ ｏｎ ｗ ｉｅｌ ｓ ｓ ｎ ｎ ｅｔ ｏｒ ｕ ｙ ｏｎ ｇｒ ｅｎ ｓ ｎ ｉｏ ｎｔｍ ｉｏｒｎ ｙ ｔ ｂ ｅ ｒ ｅｓ ｅ ｓｉ ｇ ｎ ｗ ｋ
的 时 钟 变 量 ，一 旦 软 定 时 器 的 时 钟变 量 程 序 就 调 用 相 应 的模 块 完成
定时 任务 。无线 传感 节点 与 中央 监控 主机 进行 串 口
Ｄ ２ ０ Ｐ，Ａ ４ Ｄ ０ １以及其 他 的外 围器 件 。 Ｓ４ １ Ｔ５ Ｂ ４ Ｃ ２２ Ｃ ４ ０功 耗 低而 且 性能 比较 稳定 ，能够 保 证 数 据地正 确传输 ，利用它 开发 的无线通 信设 备数 据
关键词 ： 温 室环境 ；监控系统 ；无线传感 网络 中图分类号 ：Ｎ ４ ３ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０ ０ ４ ２ １ ）８ 下） ０ ５ ～ ２ ９ １ （ ０ ０ （ 一 ０ ２ ０ ０ ３ ２
Ｄ ｉ１ ．９ ９ Ｊ ｉｓ ． ０ ９ １ ４ ２ １ ．（ ） １ ｏ ： ３ ６ ／ ． ｎ １ ０ ０ ． ０ ８ 下 ． ６ ０ ｓ ３ ２
理 ，无 线传感 网络 更容 易受到 网络安全 性威胁 ，所
以无线 传感 网络 的安 全性 问题 更加 突 出。
２ 温室无线传感节点的设计
要 真 正 实现 无 线传 感 网络 节 点 的 功 能 ，需 要 在 硬 件 和软 件 上 进 行 设 计 ，本 文 在 接 下来 的传 感 节 点 设 计 中，介 绍 了温室 无 线 传 感 网 络 的硬 件 结
决 定 ＿其通 信范 围较 小 ，所 以如 果要与远 距离节 点 『 ｌ 通信 ，就 必须 利用 中间节 点进行 多跳方 式的路 由通
信 ； ）白组 织 ：无需额 外 的网络设 施去 架设无线 传 ２ 感 网络 ，各个 传 感 节 点 可 以 自组 织 为无 线 传 感 器 『络 ，从而进 行 自动通 信 ； ）由于采用 了分布 式管 舣 】 ３
收 稿 日 期 ：２ １ － ４ １ ０ ２ ０ －ｌ 基 金 项 目：温 州 市科 技 计划 项 Ｅ （２ １０ ２ ） ｌ ￥０ ００ １
２１ 温 室无线 传感 网络 的硬 件 结构 ．
从 硬 件 的 角 度 来 看 ，基 于 无 线 传 感 网 络 的温 室 环 境 监 控 系统 由 底层 传 感 节 点 、 中 间网 关 以 及
模 块 采 用 的 是 数 字 传 感 器 Ｓ Ｔ１ 。Ｓ １ 在 一 个 Ｈ １ ＨＴ １
芯 片 上 集 成 了 温 湿 度 传 感 器 、数 模 转 换 电路 、传 感 器 标 定数 据 以 及 串 行通 信 接 口 ，可 以认 为 是在
一
方式 可 以采集 多达 ６０ ０个 传感 节点 的数 据 ，完全 ５０
３ 基 于无 线传 感 网络 的 温 室 环境 监 控 系统设计
温 室环 境监 控 系统 采集 的参数并 不是 单一 的物 理量 ，而是 多元 的 ；基于 此 ，在 分析 无线 传感 网络
通 信协议 时 ，采用 了 Ｚｇ ｅ 方 式。Ｚｇ ｅ 通过组 网 ｉ ｅ Ｂ ｉ ｅ Ｂ
节点处 于睡眠状态时功 耗电流 只有 ７～ 一 ｕ ８ Ａ，因此 需要选 用 自身功耗 电流 较小的 Ｌ ＤＯ作为稳压 装置。 在 本 文 设 计 的 温 室 环 境 监 控 系统 中 ，传 感器
主 要 可 以 提供 传 感节 点 定 位 以 及时 间 同步 等 ；节 点 定 位 的 目的是 确 定 传 感节 点在 网络 中 的具 体 位 置 ，应 用 于温 室坏 境监 控 时 ，节 点定位 非 常重 要 ，
可 以具 体 控 制定 位 节点 处 的 温 室环 境 ，如 果节 点
定 位 错 误 ，温 室 环 境 可 能 产 生 非 常 大 的偏 差 。无
上层 Ｐ Ｃ监控 层构 成 。
微处理 器模块主要完成采 集到数据 的数据处理 。 温 室 系统 和 Ｚｇ ｅ ｉＢ ｅ协议 栈 对 微 处理 器 做 了如 下 要
求 ： ）８ 处理 器 ； ）完全 协议 栈 的 只读存 储 器 １ 位 ２
ｌ 吉简介：管海娃 （９３ ｌ Ｅ １８ ～），女，浙江温州人，讲师 ，硕土，研究方 向为控制理论与应用。
传 输 率 非 常 高 ，适 合 多点 对 多 点 的快 速 组 网 ；另
外 ，设备 的发射 极部 分基 于直接 上变 频 ，数 据在 发 送 时 先 被 传 输 到 数 据 发送 缓 存 内 ，而 且 无 线 通 信 硬 件 自动 产 生 传 输数 据 流 的头 帧 和起 始 帧。 要 发 送 的数 据 流 接 下 来 被 扩频 送 到数 模 转 换 器 ，经过 上 变频 的混 频 后 ，最 终 被 传输 到 天 线 进行 发 送 。 Ｃ ２２ Ｃ ４ ０内部 包括 ３ ３个控 制 ／ 态寄 存 器 ，２个 寄 状 存 器 用于 访 问先 进 先 出缓 冲 区 ，还 有 ｌ 命 令选 ５个 通 寄存 器 ；访 问 Ｃ ２ ２ Ｃ ４ ０的地址 信 息字节 最 高位 是 访 问类型 ，用于 表 明是 对寄存 器还 是 Ｒ Ｍ 的访 问 ； Ａ 无线 传感 网络 的传感 节点一般 只可 以通 过 电池 供 电 ，电量的不 断消 耗降 低传感 器 的测量精 度 。可 以在传 感 器 节点 上增 加 一 个基 于 ￥ １Ａ ３ ８ ２ ＭＣ ０的稳
通信 时 ，使用 的是 Ｕ Ｔ （ ｉｅｓｌ ｙ ｃ ｒｎ ｕ ＡＲ Ｕｎｖ ｒ ｎｈｏ ｏ ｓ ａ Ａｓ Ｒ ｃｉｅ／ｒｎｍｉｅ）接 口 ，ＵＡＲ ｅｅ ｒ ａｓ ｔ ｒ ｖ Ｔ ｔ Ｔ驱 动 主 要 包 括 Ｕ Ｒ Ａ Ｔ硬 件初 始化 程序 、Ｕ Ｔ数据 包发 送接 口和 ＡＲ
ＵＡ Ｔ数 据包 接收 接 口。 Ｒ
线 传 感 网络 主 要 包 括物 理 层 、数 据 链 路 层 、网络 层 、传 输 层 以及 应用 层 五 个 层 次 ；物 理 层 直 接 接
收 无线传 感信号 ，数据 链路 层将传 感信号封 装为 可 以在通 信链路 中传输 的信息 ，网络层 主要 变现 网络 互 连和 路 由功 能 ，传输 层控 制在无 线传 感网络 中传 输 的数 据流 ，保证数 据的传 输 可靠到 达 目的地 。无
环境数 据 ，并 通过 网关将 其传输 到服 务器 ，由服 务 器对温 室环境数 据进 行后续 处理 ，并进行 监控 。
个 芯 片 上 的 两种 传 感 器 ，可 以 同 时 监 控 温 度 和
湿度 ，所 以在 温室 环境 监控 中应用 较 广 。
１ 无线传感 网络技术
无 线传 感 网络 技 术 将 信 息 处 理 、 网络 通 信 以 及传 感器技 术结合 起来 ，是获得 传感信 息 的最 高效
的解 决方案 ；它 由分布在 一定 区域 内的传感节 点组 成 ，这些节 点可 以进行 无线通 信和数 据处理 ，并能 够 自动组织 为无 线网络 。一个典 型 的无 线传 感 网络 主要 由传 感器节 点 、汇 聚节点 和监控 终端组 成 ；传 感器 节点 是无线传 感 网络的基 础组成 部分 ，主要 完
管 海娃 ，骆秋琴 ，徐 晓乐
ＧＵＡＮ Ｈａ— ｌ ｗａ， ＵＯ ｉ— ｉ， Ｕ Ｘｉｏ ｌ Ｌ Ｑ ｕ ｑｎ ＸＩ ａ — ｅ
（ 温州科技职业学院 ，温州 ３ ５ ０ ） ２ ０ ０
摘
要 ： 温室种植在农业生产中所 占的比重越来越大 ，提高其自动化 、信息化生产已经变得越发迫切 ； 无线传感网络具有成本低 、功耗小、安全可靠的优点 ，因此在温室环境监控 中应用比较广泛。 本文首先介绍了无线传感网络相关的技术 ，接下来设计了精简的低功耗硬件 电路系统 ，并优化 了节点通信协议 ，延长了传感 网络节点的通信 时间 ，最后总体设计了温 室环境监控系统。
可 以满 足温 室环境 监控 的需 求 ；温 室 中传 感节 点间
的通信距 离一般在 十几米之 内 ，而 Ｚｇ ｅ 的 有效通 ｉＢ ｅ
信范围介于 １ ０到 ７ ０米之间 ，完全满 足实际需要 。 基 于无 线传 感网络 的温室 环境 监控 系统 由传 感 节 点 、汇聚节 点 、网关 以及客 户端组 成 ；传感节 点 自组织 为无 线传 感网络 ，并采 集温 室环境数 据 ，然 后将这 些数 据传输 到汇 聚节点 ；汇 聚节点处 理温 室
【２ 第 卷 ５】 第８ 期 ２１— （ ） ０２ ８下
务Ｉ
Ｒ Ｍ 要 小 于 ３Ｋ，简单 协 议 栈 的只读 存 储器 Ｒ Ｏ ２ ＯＭ
要 小 于 ６ ３ 协 调 器 要 有充 足 的随 机 存 储 ，以 保 Ｋ； ） 存 传感节 点采 集到 的数据 和路 由信 息。基于 以上 要 求 ，本 文 在 设 计 温 室 环 境 监 控 系统 时 ，采 用 Ａ Ｒ Ｖ
系 列 的 单 片 机 ，芯 片 包 括 Ａ ｍｅａ２ Ｌ Ｔ ｇ １８ ，Ｃ ２ ２ ， Ｃ ４ ０
匐 似
定 时 器 不 仅 包 含 了硬 件 初 始化 接 口、 软 定 时器 设
置 接 口，还 包括 中断 服 务 程 序 ：每 隔 固 定 的时 间 间隔 就 产 生 中 断 ，并 且 每 次 中断 都 比 较软 定时 器
理 以及网络 安全管理 ；众 多的无 线传感节 点共享 数 据 、相互协作 ，并且 保持一 种能量 高效性 ，从 而以 最少 的能量进 行数据 采集和节 点通信 。
带宽 和节 点的存 储能 力等 。无线传 感器 网络的主 要 特 点 如 下 …： ）多跳 路 由：传 感节 点 有 限 的能 量 ， １
构 和软件 设计 。
相 对 传统 的无 线 网络 ，无 线 传 感 网 网络 在 网 络 体 系结 构 上 有 很 大 的 区 别 ，网 络 体 系 结构 的不 同会 在很 大程 度 上 影 响 无 线 网 络 的性 能 。 无 线 传 感器 网络 主要 包括 三 部 分 ：应用 支 撑 技 术 、分 层 协 议 和传 感 器 网络 管 理 技 术 。应 用 支 撑 技 术 以 分 层协 议 和 无线 传 感 网络 管 理 技 术 为基 础 ，面 向 上 层应 用 ，处 于 无线 传 感器 网络 体 系结 构 的最 上层 ，
成数 据 的采集 ；汇聚节 点收 集并管理 传感节 点采 集
到 的数 据 ，并将这 些数据 传输到 中央监控 主机 。 无 线传 感 网络 的 传感 节 点一般 采 用 电池 供 电 ，
这 无 疑 限 制 了 节 点 的能 量 ，从 而 也 就 限 制 了通 信
线传感 器 网络 管理技 术主要 包括能 量管理 、服务 管
在通 信协议 上 ，为 缩短监 听周 期 ，可 以在 Ｃ Ｓ Ｔ
发 送 状 态 周 期 内周 期 性 地 发 送 Ｓ ＮＣ帧 ， 当源 节 Ｙ 点 向 目的节 点 发送 数 据 包 时 ，先 生 成 一 个 Ｓ Ｃ ＹＮ —
Ｒ Ｓ帧 ，此 Ｓ ＮＣ Ｒ Ｓ帧包含 目的信 息 、同步信息 Ｔ Ｙ —Ｔ
以及 Ｒ 求 等。 目的节 点 在第 一个 状 态 内收 到 Ｔ Ｓ请 Ｓ ＮＣ Ｒ Ｓ后 ，生 成一个 Ｓ ＮＣ Ｃ Ｓ帧 ，此 帧包含 Ｙ —Ｔ Ｙ —Ｔ 目的信 息 、同步 信息 以及 Ｃ Ｓ请求 。接下来 源节点 Ｔ
和 目的节 点开始 交换数 据 ，结束后 进入 睡眠 。其 他
节点 占用信道则通 过 Ｃ ＭＡ Ｃ Ｓ ／ Ａ方式竞 争获得 。
、 １
匐 化
基于无线传感 网络的温室环境监控 系统研 究
Ｓｔ ｄ ｅ ｈｏｕ ｅ ｅ ｖ ｒ ｎｍ ｅ ｏｎ ｔ ｉ ｇ ｓ ｓ ｅｍ ａｓ ｄ ｏｎ ｗ ｉｅｌ ｓ ｓ ｎ ｎ ｅｔ ｏｒ ｕ ｙ ｏｎ ｇｒ ｅｎ ｓ ｎ ｉｏ ｎｔｍ ｉｏｒｎ ｙ ｔ ｂ ｅ ｒ ｅｓ ｅ ｓｉ ｇ ｎ ｗ ｋ
的 时 钟 变 量 ，一 旦 软 定 时 器 的 时 钟变 量 程 序 就 调 用 相 应 的模 块 完成
定时 任务 。无线 传感 节点 与 中央 监控 主机 进行 串 口
Ｄ ２ ０ Ｐ，Ａ ４ Ｄ ０ １以及其 他 的外 围器 件 。 Ｓ４ １ Ｔ５ Ｂ ４ Ｃ ２２ Ｃ ４ ０功 耗 低而 且 性能 比较 稳定 ，能够 保 证 数 据地正 确传输 ，利用它 开发 的无线通 信设 备数 据
关键词 ： 温 室环境 ；监控系统 ；无线传感 网络 中图分类号 ：Ｎ ４ ３ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０ ０ ４ ２ １ ）８ 下） ０ ５ ～ ２ ９ １ （ ０ ０ （ 一 ０ ２ ０ ０ ３ ２
Ｄ ｉ１ ．９ ９ Ｊ ｉｓ ． ０ ９ １ ４ ２ １ ．（ ） １ ｏ ： ３ ６ ／ ． ｎ １ ０ ０ ． ０ ８ 下 ． ６ ０ ｓ ３ ２
理 ，无 线传感 网络 更容 易受到 网络安全 性威胁 ，所
以无线 传感 网络 的安 全性 问题 更加 突 出。
２ 温室无线传感节点的设计
要 真 正 实现 无 线传 感 网络 节 点 的 功 能 ，需 要 在 硬 件 和软 件 上 进 行 设 计 ，本 文 在 接 下来 的传 感 节 点 设 计 中，介 绍 了温室 无 线 传 感 网 络 的硬 件 结
决 定 ＿其通 信范 围较 小 ，所 以如 果要与远 距离节 点 『 ｌ 通信 ，就 必须 利用 中间节 点进行 多跳方 式的路 由通
信 ； ）白组 织 ：无需额 外 的网络设 施去 架设无线 传 ２ 感 网络 ，各个 传 感 节 点 可 以 自组 织 为无 线 传 感 器 『络 ，从而进 行 自动通 信 ； ）由于采用 了分布 式管 舣 】 ３
收 稿 日 期 ：２ １ － ４ １ ０ ２ ０ －ｌ 基 金 项 目：温 州 市科 技 计划 项 Ｅ （２ １０ ２ ） ｌ ￥０ ００ １
２１ 温 室无线 传感 网络 的硬 件 结构 ．
从 硬 件 的 角 度 来 看 ，基 于 无 线 传 感 网 络 的温 室 环 境 监 控 系统 由 底层 传 感 节 点 、 中 间网 关 以 及
模 块 采 用 的 是 数 字 传 感 器 Ｓ Ｔ１ 。Ｓ １ 在 一 个 Ｈ １ ＨＴ １
芯 片 上 集 成 了 温 湿 度 传 感 器 、数 模 转 换 电路 、传 感 器 标 定数 据 以 及 串 行通 信 接 口 ，可 以认 为 是在
一
方式 可 以采集 多达 ６０ ０个 传感 节点 的数 据 ，完全 ５０
３ 基 于无 线传 感 网络 的 温 室 环境 监 控 系统设计
温 室环 境监 控 系统 采集 的参数并 不是 单一 的物 理量 ，而是 多元 的 ；基于 此 ，在 分析 无线 传感 网络
通 信协议 时 ，采用 了 Ｚｇ ｅ 方 式。Ｚｇ ｅ 通过组 网 ｉ ｅ Ｂ ｉ ｅ Ｂ
节点处 于睡眠状态时功 耗电流 只有 ７～ 一 ｕ ８ Ａ，因此 需要选 用 自身功耗 电流 较小的 Ｌ ＤＯ作为稳压 装置。 在 本 文 设 计 的 温 室 环 境 监 控 系统 中 ，传 感器
主 要 可 以 提供 传 感节 点 定 位 以 及时 间 同步 等 ；节 点 定 位 的 目的是 确 定 传 感节 点在 网络 中 的具 体 位 置 ，应 用 于温 室坏 境监 控 时 ，节 点定位 非 常重 要 ，
可 以具 体 控 制定 位 节点 处 的 温 室环 境 ，如 果节 点
定 位 错 误 ，温 室 环 境 可 能 产 生 非 常 大 的偏 差 。无
上层 Ｐ Ｃ监控 层构 成 。
微处理 器模块主要完成采 集到数据 的数据处理 。 温 室 系统 和 Ｚｇ ｅ ｉＢ ｅ协议 栈 对 微 处理 器 做 了如 下 要
求 ： ）８ 处理 器 ； ）完全 协议 栈 的 只读存 储 器 １ 位 ２
ｌ 吉简介：管海娃 （９３ ｌ Ｅ １８ ～），女，浙江温州人，讲师 ，硕土，研究方 向为控制理论与应用。
传 输 率 非 常 高 ，适 合 多点 对 多 点 的快 速 组 网 ；另
外 ，设备 的发射 极部 分基 于直接 上变 频 ，数 据在 发 送 时 先 被 传 输 到 数 据 发送 缓 存 内 ，而 且 无 线 通 信 硬 件 自动 产 生 传 输数 据 流 的头 帧 和起 始 帧。 要 发 送 的数 据 流 接 下 来 被 扩频 送 到数 模 转 换 器 ，经过 上 变频 的混 频 后 ，最 终 被 传输 到 天 线 进行 发 送 。 Ｃ ２２ Ｃ ４ ０内部 包括 ３ ３个控 制 ／ 态寄 存 器 ，２个 寄 状 存 器 用于 访 问先 进 先 出缓 冲 区 ，还 有 ｌ 命 令选 ５个 通 寄存 器 ；访 问 Ｃ ２ ２ Ｃ ４ ０的地址 信 息字节 最 高位 是 访 问类型 ，用于 表 明是 对寄存 器还 是 Ｒ Ｍ 的访 问 ； Ａ 无线 传感 网络 的传感 节点一般 只可 以通 过 电池 供 电 ，电量的不 断消 耗降 低传感 器 的测量精 度 。可 以在传 感 器 节点 上增 加 一 个基 于 ￥ １Ａ ３ ８ ２ ＭＣ ０的稳
通信 时 ，使用 的是 Ｕ Ｔ （ ｉｅｓｌ ｙ ｃ ｒｎ ｕ ＡＲ Ｕｎｖ ｒ ｎｈｏ ｏ ｓ ａ Ａｓ Ｒ ｃｉｅ／ｒｎｍｉｅ）接 口 ，ＵＡＲ ｅｅ ｒ ａｓ ｔ ｒ ｖ Ｔ ｔ Ｔ驱 动 主 要 包 括 Ｕ Ｒ Ａ Ｔ硬 件初 始化 程序 、Ｕ Ｔ数据 包发 送接 口和 ＡＲ
ＵＡ Ｔ数 据包 接收 接 口。 Ｒ
线 传 感 网络 主 要 包 括物 理 层 、数 据 链 路 层 、网络 层 、传 输 层 以及 应用 层 五 个 层 次 ；物 理 层 直 接 接
收 无线传 感信号 ，数据 链路 层将传 感信号封 装为 可 以在通 信链路 中传输 的信息 ，网络层 主要 变现 网络 互 连和 路 由功 能 ，传输 层控 制在无 线传 感网络 中传 输 的数 据流 ，保证数 据的传 输 可靠到 达 目的地 。无
环境数 据 ，并 通过 网关将 其传输 到服 务器 ，由服 务 器对温 室环境数 据进 行后续 处理 ，并进行 监控 。
个 芯 片 上 的 两种 传 感 器 ，可 以 同 时 监 控 温 度 和
湿度 ，所 以在 温室 环境 监控 中应用 较 广 。
１ 无线传感 网络技术
无 线传 感 网络 技 术 将 信 息 处 理 、 网络 通 信 以 及传 感器技 术结合 起来 ，是获得 传感信 息 的最 高效
的解 决方案 ；它 由分布在 一定 区域 内的传感节 点组 成 ，这些节 点可 以进行 无线通 信和数 据处理 ，并能 够 自动组织 为无 线网络 。一个典 型 的无 线传 感 网络 主要 由传 感器节 点 、汇 聚节点 和监控 终端组 成 ；传 感器 节点 是无线传 感 网络的基 础组成 部分 ，主要 完
管 海娃 ，骆秋琴 ，徐 晓乐
ＧＵＡＮ Ｈａ— ｌ ｗａ， ＵＯ ｉ— ｉ， Ｕ Ｘｉｏ ｌ Ｌ Ｑ ｕ ｑｎ ＸＩ ａ — ｅ
（ 温州科技职业学院 ，温州 ３ ５ ０ ） ２ ０ ０
摘
要 ： 温室种植在农业生产中所 占的比重越来越大 ，提高其自动化 、信息化生产已经变得越发迫切 ； 无线传感网络具有成本低 、功耗小、安全可靠的优点 ，因此在温室环境监控 中应用比较广泛。 本文首先介绍了无线传感网络相关的技术 ，接下来设计了精简的低功耗硬件 电路系统 ，并优化 了节点通信协议 ，延长了传感 网络节点的通信 时间 ，最后总体设计了温 室环境监控系统。
可 以满 足温 室环境 监控 的需 求 ；温 室 中传 感节 点间
的通信距 离一般在 十几米之 内 ，而 Ｚｇ ｅ 的 有效通 ｉＢ ｅ
信范围介于 １ ０到 ７ ０米之间 ，完全满 足实际需要 。 基 于无 线传 感网络 的温室 环境 监控 系统 由传 感 节 点 、汇聚节 点 、网关 以及客 户端组 成 ；传感节 点 自组织 为无 线传 感网络 ，并采 集温 室环境数 据 ，然 后将这 些数 据传输 到汇 聚节点 ；汇 聚节点处 理温 室
【２ 第 卷 ５】 第８ 期 ２１— （ ） ０２ ８下
务Ｉ
Ｒ Ｍ 要 小 于 ３Ｋ，简单 协 议 栈 的只读 存 储器 Ｒ Ｏ ２ ＯＭ
要 小 于 ６ ３ 协 调 器 要 有充 足 的随 机 存 储 ，以 保 Ｋ； ） 存 传感节 点采 集到 的数据 和路 由信 息。基于 以上 要 求 ，本 文 在 设 计 温 室 环 境 监 控 系统 时 ，采 用 Ａ Ｒ Ｖ
系 列 的 单 片 机 ，芯 片 包 括 Ａ ｍｅａ２ Ｌ Ｔ ｇ １８ ，Ｃ ２ ２ ， Ｃ ４ ０
匐 似
定 时 器 不 仅 包 含 了硬 件 初 始化 接 口、 软 定 时器 设
置 接 口，还 包括 中断 服 务 程 序 ：每 隔 固 定 的时 间 间隔 就 产 生 中 断 ，并 且 每 次 中断 都 比 较软 定时 器
理 以及网络 安全管理 ；众 多的无 线传感节 点共享 数 据 、相互协作 ，并且 保持一 种能量 高效性 ，从 而以 最少 的能量进 行数据 采集和节 点通信 。
带宽 和节 点的存 储能 力等 。无线传 感器 网络的主 要 特 点 如 下 …： ）多跳 路 由：传 感节 点 有 限 的能 量 ， １
构 和软件 设计 。
相 对 传统 的无 线 网络 ，无 线 传 感 网 网络 在 网 络 体 系结 构 上 有 很 大 的 区 别 ，网 络 体 系 结构 的不 同会 在很 大程 度 上 影 响 无 线 网 络 的性 能 。 无 线 传 感器 网络 主要 包括 三 部 分 ：应用 支 撑 技 术 、分 层 协 议 和传 感 器 网络 管 理 技 术 。应 用 支 撑 技 术 以 分 层协 议 和 无线 传 感 网络 管 理 技 术 为基 础 ，面 向 上 层应 用 ，处 于 无线 传 感器 网络 体 系结 构 的最 上层 ，
成数 据 的采集 ；汇聚节 点收 集并管理 传感节 点采 集
到 的数 据 ，并将这 些数据 传输到 中央监控 主机 。 无 线传 感 网络 的 传感 节 点一般 采 用 电池 供 电 ，
这 无 疑 限 制 了 节 点 的能 量 ，从 而 也 就 限 制 了通 信
线传感 器 网络 管理技 术主要 包括能 量管理 、服务 管