控制节点 - 基于CC2530的温室无线采集与控制系统设计与实现

　　2.3 控制节点

　　由于气候多变，温室经常由于恶劣天气等原因而不得不关闭窗户，此时室内空气不流通，受温室覆盖材料散热等原因影响，室内温度、湿度等重要的环境因子会分布不均，直接影响作物生长的均匀性，因此有必要采取室内循环通风措施，使室内气候均匀、稳定。

　　本系统的控制对象为温室内循环通风用的风机，风机型号CBF-400防爆型轴流风机，风量2880m3/h，功率0.37kW，试验温室面积为 10*8m2，采用两台这样的风机能很好地满足要求。该风机工作电压220V/AC，采用直流继电器驱动，为提高驱动能力和抗干扰能力，增加了功率放大器和光耦隔离器件。CC2530主控板通过一个I/O引脚控制直流继电器，从而控制风机启、停。图4为控制节点框架图。

　　3 软件设计

　　3. 1 节点程序设计

　　3.1.1 网络协议

　　目前常用的短距离无线通信协议有ZigBee、Bluetooth、Wi—Fi、UWB等，其中ZigBee以其低功耗、低速率、大网络容量、动态组网、高安全性等特点成为无线传感器网络的最佳选择。ZigBee定义了网络层和应用层规范，物理层和介质访问控制层（MAC）基于 IEEE802.15.4协议标准。

　　ZigBee网络有三种拓扑形式：星型、树型、网状，其结构如图5所示。星型网络和树型网络不能改变网络拓扑，适合于不需要移动的场合。网状网络中节点能自由地与周围的节点通信，网络拓扑可动态调整，能够满足高移动性的要求，而且网络扩展十分方便。本系统网络规模虽然不大，但为方便移动和后期扩展，采用网状网络拓扑结构。

　　3.1.2 程序结构

　　节点的程序基于TI公司的Z-Stack协议栈， 它引入了操作系统抽象层OSAL（Operating System Abstraction Layer）机制来处理多任务。OSAL按优先级从高到低的顺序轮询物理层、MAC层、网络层、应用层是否有任务要执行。若有高优先级任务，立即跳转进入该任务处理子程序，处理结束后再次从最高优先级开始新一轮查询;若查询结束 发现没有任务要执行，系统会转入休眠，以节约能量。图6是OSAL的任务处理流程图。