另外，為實現系統的遠程異地監控和報警，在協調器節點增加GSM短信報警單元。選用德國西門子公司的TC35i模塊，它能夠支持中文短信，工作在GSM 900MHz和GSM 1800 MHz雙頻段；模塊主要由GSM基帶處理器、GSM射頻模塊、供電模塊、閃存、ZIF連接器、天線接口六部分組成。它的數據輸入／輸出接口實際上是一個串行異步收發器，其18引腳RXD、19引腳TXD均為TTL電平的串口通信引腳，分別連接到CC2530的GPIO即可實現串口數據的收發。使用時只需通過CC2530發送AT指令即可控制TC35i進行短信報警。

3 系統軟件設計

3．1 數據采集程序

SHT75的內部前端集成有I2C總線，故數據采集程序需完全按照I2C總線的通信協議進行即CC2530的采集指令和接收指令均應遵照SHT75的時序編寫。CC2530向SHT75發送的測溫命令為00000011、測濕命令為00000101，所有數據均從MSB開始。在測量和通信結束后，SHT75自動轉入休眠模式。

傳感器采集的溫濕度數據可以通過串口調試助手SComAssistant在PC端顯示，圖5為SHT75采集數據。可以看出，當前環境的相對濕度范圍為49．5～50．1％RH，溫度為25．4～25．7℃，數據穩定可靠，誤差可控，可以完成對溫濕度信息的精準采集。

3．2 ZigBee-WSN軟件設計

ZigBee網絡的建立和運行是整個無線傳感器網絡系統的關鍵，關系到數據的可靠性和系統的穩定性。整個系統的工作流程如圖6所示。

系統上電后，首先進行硬件初始化和網絡初始化。CC2530采用ZigBee2007協議棧，該協議棧的初始化可由TI公司提供的Z-Stack完成，Z-Stack是一種輪轉查詢式操作系統，能夠完成硬件初始化、網絡初始化等絕大部分功能。ZigBee網絡的建立實際上是通過協調器與其子節點的“綁定”實現的，首先由協調器通過網絡層函數NLME_NetworkFormationRequest()建立網絡，并通過zb_AllowBind()函數進入允許綁定模式。子節點發出綁定請求zb_BindDevice()后，協調器建立綁定表并響應綁定請求，綁定成功即意味著通信建立。當其他節點加入網絡時執行相同步驟，并不斷更新綁定表。綁定表中包含了節點的16位網絡地址、64位IEEE地址和端口號。網絡地址用于路由機制和數據傳輸，而IEEE地址才是節點的唯一標識。ZigBee網絡建立過程如圖7所示。

系統初始化完畢后，前置節點便開始采集數據。數據經無線網絡傳輸和匯聚將在PC端實時顯示，閾值比較后可以進行聲光報警和短信報警。

3．3 管理節點軟件

管理節點選擇TI公司配套的Z-SensorMonitor軟件，它可以形象地顯示網絡的拓撲結構和各節點的狀態信息。另外，Z-SensorMonitor提供了數據存儲和恢復功能，能將十六進制數據輸出到后綴為．log的文本中，并加入時間戳，便于今后對系統狀態的調閱和再現。故采用Z-SensorMonitor能實時地顯示各監測點的溫濕度情況以及整個網絡的運行狀況，圖8為實驗過程中采集到的實時網絡狀態信息。