基于AVR和ZigBee技术的工业园区环境监测系统

4 .供电单元

本系统由于采用低功耗集成化器件，大大降低了功耗。预计对普通节点使用两节五号电池进行供电，而对于根节点或协调器，考虑到长期工作和其对网络组建的重要性，安排单独蓄电池为其供电。当然，在光线充足的户外环境，太阳能电池亦为节能环保的首选。

3.2.2串行通信接口

本系统拟采用异步串行通信实现单片机与PC机之间的数据传输，在异步串行通信中应用最广泛的标准接口就是RS232C。RS232C是由美国电子工业协会EIA公布的通信协议，适合于较短距离的通信场合（一般小于13米）。AVR32 AT32UC3A有两个全双工的串行通信模块：USART0和USART1。通过对相应寄存器的设置可使这两个模块工作于异步串行通信UART模式。本系统将USART1模块设置为异步串行通信模式，而个人PC机上RS232C接口已经成为一种标准配置，所以连接起来比较方便，只需要完成电平转换，就可连接通信。

3.2.3 拟采用的其他模块

键盘操作模块和液晶显示模块构成人机接口。人机接口使系统具有良好的人机交互界面。LCD显示模块可以直观显示当前各个传感器模块的数据，液晶拟采用LCM2401281，通单片机进行控制，方便功能扩展。 键盘输入模块实现对微处理器的直接操作 ；存储器模块实现各个模块采集数据的存储，实现了当无线传输网络发生问题时对信号依然进行正常的记录，提高了整套系统的稳定性；报警器模块通过发出声音报警起到提示作用，当无线传输终端发生错误时不影响对实际情况的判断与及时措施的采取。

3.3系统软件架构

3.3.1无线网络软件设计

（1）中断程序

网络允许节点以一定的周期自动上传数据，也支持响应由上位机发送的中断请求进行数据被动上传，其中节点MCU控制端的中断相应控制程序分别如图9、１0.

图9主程序图 图１0中断流程

（2）节点软件设计

A、单节点加入和退出网络

当某个节点要加入网络，它向周围发送入网请求，周围节点接收到此信号后等待其他节点发送响应（其中包括自身节点等级和本级节点数是否已满），并依据RSSI强弱排序，建立本节点周围节点状况的联络列表设置，而最终选择这其中最高级可入网节点（假定为入网目标节点），向目标入网节点发送入网请求并等待，当接收到入网目标节点的同意命令并被分编号后，节点就成功加入了网络。之后目标入网节点会将节点加入信息在下一次采集数据时同时逐次将节点入网信息上传，通知主控制台。

当某节点因电池电压过低，或临时要退出网络时会发送退出请求，当接收到上一级节点的同意应答后，将自动休眠或关机，退出网络。而其上一级节点也将同时删除其相应信息。