3ZigBee无线传感器网络的设计
ZigBee无线传感器网络主要功能是采集一个区域范围内不同位置的设备的温度湿度电流电压等参数，然后将这些数据上传给使用者。设计的内容主要包括协调器、路由器和终端设备的硬件设计，还有数据传输的软件设计。
3.1硬件设计
无线传输模块采用的是TI公司的CC2430，选取此芯片的优势是功耗低、体积小使用简单，内部集成了51核和RF模块，对于使用51单片机的开发人员很容易掌握。并且TI公司提供了专门的zstack协议栈，方便了芯片的开发使用。
采集数据模块主要功能是完成对电压电流温湿度的测量，电压电流的采集用CC2430内部的AD即可完成，而对温湿度的采集使用了DHT91数字温湿度传感器，此型号的传感器采用CMOSens数字传感器技术，是目前世界上最先进的传感技术。
终端的供电方式采用的是电池供电和5V的变压器供电两种模式。在本设计中，电源模块采用AMS1117的5V转3.3V的电压转换芯片。另外为了给CC2430的P07口提供稳定精准的参考电压，本设计用TL431来提供基准的2.5V电压源。
3.2软件设计
无线传感器内部的软件设计包括协议栈应用层的设计和路由策略的选择。终端采集到的电压电流通过AD转换可以直接被CC2430读取，并且DHT91采集到的温湿度数据也是数字量的。协议栈应用层需要将这些数字量转换为温湿度信息，然后通过无线的方式传送给协调器，这些通过应用层程序的编写实现。设置采集传送数据的周期为1秒，当终端数量较多时在网络内部容易出现阻塞的现象，因此选择树型网络作为无线传感器网络的拓扑结构。在网络建立之初每个终端都会选择一个路由器作为父节点，之后终端采集到的数据都会传送给路由器，路由器内部根据树形网络的结构选择最优的传送路径将数据传送给协调器。
下图是一个ZigBee无线传感器网络的一个树形拓扑结构案例。终端E1和E2会将采集到得数据传送给父节点，由R1选择通往协调器的最优路径，由图2可知R1可以直接和协调器通信，而E1和E2不能直接通信。而R3如果要和R1通信，则需要先寻找所有可能的路径，然后得到每条路径的路由开销，最后沿着最小的路由开销的路径传输数据和命令如图3所示。
另外协调器与串口转以太网模块是通过串口连接的，需要编写串口通信程序。CC2430具有两路的USART，可以根据需要选择其中的一个，本系统采用USART0，CC2430的P0.2和P0.3分别与串口芯片MAX232I的R1OUT和T1IN相连接。MAX232I是一款工业级的串口芯片，性能更加稳定，环境适应能力更好。通过修改CC2430模块内部的协议栈可以方便实现自己的串口收发模式，与串口转以太网模块自由的通信。
4以太网与无线传感器网络连接的设计
串口转以太网模块选择北京恒信盈泰科技有限公司的Eth2232AT用作协调器与以太网的连接，之所以采用Eth2232AT模块是因为其实一款嵌入式的串口转以太网模块，它内部集成了硬件TCP/IP协议栈、socket编程实现，全透明传输，串口波特率高达230kbps。用户可以利用它轻松的完成嵌入式网络设备开发功能，可以大大节省产品研发成本和时间。
图4是Eth2232模块的连接图，模块拥有一个RJ45的网络接口可以通过网线与PC相连，还有一个串口与协调器相连，这样PC机可以远离监测区域，同时数据通过以太网的传输可以实现多台PC共享，本系统可以在局域网内实现共享。网络端接收数据的界面可以