基于无线传感器网络的大棚环境参数采集系统
命令模式适用于从传感器提取大批量数据时使用，此时传感器处于停止测量状态，其功耗小于3．5 mW。流模式是工厂默认模式，此时传感器每秒产生2个测量数据，除了正处于测量的过程中以外，传感器会及时处理收到的命令，所以传感器在处理命令时可能会出现100 ms的延迟，这种工作模式的功耗为3．5 mW。查询模式时传感器并不产生数据，但是周期性的测量在后台继续，当传感器收到读取命令时，会将最近的测量值转换成数据送出。查询模式的功耗与查询频率有关，但是几乎接近3．5mW。
文中将COZIR的通讯口接到单片机的EUART0口，COZIR工作在查询模式(Polling Mode)。
2 软件设计
软件的开发环境为Keil uVision3，使用C51语言。系统的无线通信部分采用标准MODBUS协议，为点对多点的通信方式。主机采用同样的电路，去除传感器部分，增加USB与UART桥接芯片CP2102，通过USB口连接PC机。PC机在安装Silicon Labs公司提供的免费驱动程序后，通过USB接口虚拟出一个COM口。从机为无线测量节点，每一个节点都拥有一个唯一的地址，工作方式为主站轮询，从站监听的方式。节点软件的主要流程如图3所示。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/160513.htm
2．1 程序流程
系统初始化时，MCU进入掉电模式，Timer3选择32768 kHz晶振作时钟源，定时1 min中断。Si4432进入睡眠模式，开启Si4432的Wake-up Timer，定时31s。有两个事件会将MCU唤醒：Timer3定时和Si4432的nIRO引起的外部中断。
在Timer3的中断服务子程序中做两件工作：1)软时钟计时。由于系统对实时性要求不高，时钟可以分钟为最低计时单位。并且上位机可定期通过写指令对时钟进行校准；2)采集数据。从温湿度传感器和CO2浓度传感器读取数据并按规定格式存放在规定缓冲区，等待上位机读取。
MCU的INT0设置为低电平触发，连接Si4432的nIRQ脚，每31秒Si4432的Wake-up Timer使得nIRQ脚产生低电平，从而引发MCU外部中断。在中断服务子程序中MCU通过SPI口读取Si4432的iswdet和ipreaval位，以判断是否接收到前导码或同步码。若有，则命Si4432进入RX状态，继续接收数据并处理，否则回到休眠状态。上位机要唤醒无线节点，需连续发40 s(大于31 s)唤醒信号，这对于供电充分的上位机来说不是问题。
2．2 通信协议
通信协议采用MODBUS协议的RTU传输模式。MODBUS协议是免费的用于工业现场的总线协议。在我国，MODBUS已经成为国家标准GB／T195 82-2008。可以支持多种电气接口，如RS-232、RS-485等，还可以在各种介质上传送，如双绞线、光纤、无线等。
在本系统中，主机(PC)直接面对的是虚拟COM口，因此可方便地采用MODBUS协议，主机界面可采用简单的串口调试工具，如SSCOM等，也可以由用户自行开发。通过USB口连接主机的无线节点与从机之间采用透明传输，由上向下传输数据前需增加唤醒过程。从机(无线测量节点)向上发送数据时，则按照MODBUS帧格式组建数据包连续发送。
MODBUS通信使用主——从技术，即仅一个设备(主设备)能初始化传输(查询)。其他设备(从设备)根据主设备查询提供的数据作出相应反应。主设备可单独和从设备通信，也能以广播方式和所有从设备通信。如果单独通信，从设备返回一个消息作为回应，如果是以广播方式查询的，则不作任何回应。
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