中心控制單元主要由單片機監控系統組成，包括MEU與ZigBee射頻模塊、聲光報警模塊、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為基礎的2.4 GHz ISM波段應用對低成本、低功耗的要求。它包括了一個高性能的2.4 GHz DSSS射頻收發器核心和一顆工業級小巧高效的8051控制器。在單個芯片上集成了ZigBee射頻前端、內存和微控制器。它使用一個8位MCU(8051)，具有32／64／128 kB可編程閃存和8 kB的RAM，還包括ADC，幾個定時器，AES-128安全協處理器，看門狗定時器，32 kHz晶振的休眠模式定時器，上電復位電路，掉電檢測電路以及21個可編程I／O引腳。

聲光報警模塊 通過喇叭和發光二極管實現，在發生異常情況下，由MCU給出信號，進行聲光報警。

鍵盤及顯示模塊 控制鍵盤采用數字控制面板，由數字鍵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 大棚溫濕監控終端主要功能和軟硬件設計

大棚溫濕監控終端主要完成以下功能：

(1)各大棚具有自動溫濕檢測功能，在超出設定的正常范圍后可啟動控制設備進行自動調節；

(2)LED顯示功能；

(3)節點低電壓報警，如果監控終端電壓低于正常的工作電壓時，則向中心控制單元發出請求更換屯池的信號。

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

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、多功能式智能傳感器測量相對濕度、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，能輸出經過校準的相對濕度和溫度的串行數據，SHT15型智能傳感器的相對濕度測量范圍0～100％，分辨率達0.03％，最高精度為±2％RH，溫度測量范圍-40～+123.8℃，分辨率為0.1℃，電源電壓范圍是2.5～5.5 V，響應時間小于3 s。

溫濕控制設備 由于大棚對溫度和濕度的控制設備多為開關設備，控制算法采用Bang-Bang控制。即通過設定被控量的上下限，來控制各個設備的啟動或停止，選用加熱器作為溫度控制設備，噴霧機作為濕度控制設備。

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

大棚溫濕監控終端MCU軟件流程圖如圖3所示。

4 結 語

運用ZigBee技術組成無線溫濕度監控網絡減少了現場布線帶來的各種問題，對傳感器節點的管理也比較方便，同時又可以滿足低功耗、低成本和數據傳輸速率不高等要求。為實現大規模大棚溫濕度監控的信息化、自動化、提高工作效率具有很高的實際應用價值。