基于ZigBee技術的奶牛活動量采集系統設計
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2．1 奶牛計步器設計
考慮到奶牛計步器應用的特殊場合環境，就要求計步器要具有防水、防潮、防撞、體積小，重量輕、功耗低等特點，因此需要把所有的器件全密封于計步器的塑料盒內。由于天線也密封于計步器盒內，這將會減小節點間的通信距離。同時，為了降低功耗，使計步器電池工作時間盡可能長，不在計步器里使用功放器件。另外，計步器佩戴在奶牛脖子上，當奶牛臥倒時，計步器距離地面的高度降低，也會減小通信距離，在試驗中，發現當計步器距離地面約1 m時，其與中心節點的通信距離約60 m，若將計步器放置在地面上，這個距離只能為20 m。給路由節點加裝功率放大器可以解決這個通信距離的問題。
奶牛運動的步數采集傳感器采用CLA-3全向微型振動傳感器，此種傳感器具有全向檢測、靈敏度可調、抗干擾能力強、體積小、可靠性高、全密封式封裝防水防塵等特點，輸出開關信號可直接與TTL電路或單片機電路接口。
奶牛計步器由3．6 V的電池供電，其結構圖如圖2所示。本文引用地址：http://cqxgywz.com/article/156566.htm
2．2 路由節點設計
路由節點固定布置在牛舍的頂棚下，布置時應根據節點間的通信距離合理布置，使得每個終端節點都處于ZigBee無線網絡信號的覆蓋范圍內，其結構如圖3所示。
其中，CC2591是一款高性能、低成本的2．4 GHz射頻(RF)前端，集成了可將輸出功率提高+22 dBm的功率放大器以及可將接收機靈敏度提高+6 dB的低噪聲放大器，可使兩點間的通信距離達到約1 000 m，明顯地增加了無線網絡的覆蓋范圍。電源電路選用市電，將220 V交流電轉換為3．6 V直流電。備用電源為3．6 V電池，在市電停電時使用，可使整個ZigBee無線系統在停電時正常工作。
2．3 中心節點設計
中心節點由電源電路、備用電源、時鐘電路、天線電路和串口電路組成，也由市電供電，串口電路可將中心節點接收到的數據上傳至PC機。
3 系統軟件設計
對于計步器，當奶牛運動時，CLA-3全向微型振動傳感器會發出脈沖信號，每一個脈沖也是一個外部中斷信號，CC2430的中斷服務程序將會記錄外部中斷發生的次數，然后每隔1 h定時地將采集到的步數發送給中心節點。當計步器不發送數據或沒有記錄步數時，計步器將由工作模式轉換為睡眠模式，以降低功耗。計步器每次發送的數據包括奶牛的編號、當前時段的步數和上時段的步數，在這里，發送上時段的步數是為了避免計步器在某個時段數據發送失敗或在傳送過程中數據丟失而造成的那個時段的數據遺失。
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