中心控制單元主要由單片機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)組成，包括MEU與ZigBee射頻模塊、聲光報(bào)警模塊、鍵盤顯示模塊和電源／充電電池模塊。

MCU與ZigBee射頻模塊 采用CC2430，CC2430能夠滿足以ZigBee為基礎(chǔ)的2.4 GHz ISM波段應(yīng)用對(duì)低成本、低功耗的要求。它包括了一個(gè)高性能的2.4 GHz DSSS射頻收發(fā)器核心和一顆工業(yè)級(jí)小巧高效的8051控制器。在單個(gè)芯片上集成了ZigBee射頻前端、內(nèi)存和微控制器。它使用一個(gè)8位MCU(8051)，具有32／64／128 kB可編程閃存和8 kB的RAM，還包括ADC，幾個(gè)定時(shí)器，AES-128安全協(xié)處理器，看門狗定時(shí)器，32 kHz晶振的休眠模式定時(shí)器，上電復(fù)位電路，掉電檢測(cè)電路以及21個(gè)可編程I／O引腳。

聲光報(bào)警模塊 通過(guò)喇叭和發(fā)光二極管實(shí)現(xiàn)，在發(fā)生異常情況下，由MCU給出信號(hào)，進(jìn)行聲光報(bào)警。

鍵盤及顯示模塊 控制鍵盤采用數(shù)字控制面板，由數(shù)字鍵0～9及確定和取消鍵組成，顯示模塊采用可以顯示兩行字符的LCD，每行可以顯示14個(gè)字符。

中心控制單元MCU軟件流程圖如圖2所示。

3.2 大棚溫濕監(jiān)控終端主要功能和軟硬件設(shè)計(jì)

大棚溫濕監(jiān)控終端主要完成以下功能：

(1)各大棚具有自動(dòng)溫濕檢測(cè)功能，在超出設(shè)定的正常范圍后可啟動(dòng)控制設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)；

(2)LED顯示功能；

(3)節(jié)點(diǎn)低電壓報(bào)警，如果監(jiān)控終端電壓低于正常的工作電壓時(shí)，則向中心控制單元發(fā)出請(qǐng)求更換屯池的信號(hào)。

溫濕監(jiān)控終端主要包括MCU與ZigBee射頻模塊、溫濕傳感器、溫濕控制設(shè)備、鍵盤顯示模塊和電源／充電電池模塊。主要模塊說(shuō)明如下：

MCU與ZigBee射頻模塊 選用CC2430。

溫濕傳感器 采用瑞士森斯瑞(Sensirion)公司推出的SHT15型超小型、自校準(zhǔn)、多功能式智能傳感器測(cè)量相對(duì)濕度、溫度，SHT15型傳感器是單片、多用途的智能傳感器，其中不僅包含基于濕敏電容器的微型相對(duì)濕度傳感器和基于帶隙電路的微型溫度傳感器，而且還有14位的ADC和雙線串行接口，能輸出經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的相對(duì)濕度和溫度的串行數(shù)據(jù)，SHT15型智能傳感器的相對(duì)濕度測(cè)量范圍0～100％，分辨率達(dá)0.03％，最高精度為±2％RH，溫度測(cè)量范圍-40～+123.8℃，分辨率為0.1℃，電源電壓范圍是2.5～5.5 V，響應(yīng)時(shí)間小于3 s。

溫濕控制設(shè)備 由于大棚對(duì)溫度和濕度的控制設(shè)備多為開關(guān)設(shè)備，控制算法采用Bang-Bang控制。即通過(guò)設(shè)定被控量的上下限，來(lái)控制各個(gè)設(shè)備的啟動(dòng)或停止，選用加熱器作為溫度控制設(shè)備，噴霧機(jī)作為濕度控制設(shè)備。

鍵盤顯示模塊 控制鍵盤采用數(shù)字控制面板，由數(shù)字鍵0～9及確定和取消鍵組成；顯示模塊采用LED數(shù)碼管顯示，必要時(shí)，打開開關(guān)可顯示當(dāng)前溫濕度值。

大棚溫濕監(jiān)控終端MCU軟件流程圖如圖3所示。

4 結(jié) 語(yǔ)

運(yùn)用ZigBee技術(shù)組成無(wú)線溫濕度監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)減少了現(xiàn)場(chǎng)布線帶來(lái)的各種問(wèn)題，對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)的管理也比較方便，同時(shí)又可以滿足低功耗、低成本和數(shù)據(jù)傳輸速率不高等要求。為實(shí)現(xiàn)大規(guī)模大棚溫濕度監(jiān)控的信息化、自動(dòng)化、提高工作效率具有很高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。