ATmega8单片机温室环境多参数测控系统无线节点软硬件设计(6)
接收端的硬件构成由处理器，无线接收模块，上位机通信模块和控制继电器组成。处理器是接收端控制器的心脏，接收端控制器的所有执行的操作命令皆由处理器发出，包括数据的接收，处理，向上位机传送以及接收上位机的指令并通过控制器执行等等。无线接收模块是用来接收节点端发送过来的数据信息并将数据传送给处理器。上位机通信模块是接收端用来和上位机通信用的，该模块是双向的不仅是将接收端所汇总的信息发送到上位机中同时还要负责上位机发送到接收端的指令。控制继电器的作用是当上位机得到的温度或湿度超过上限或下线的时候会发出相应的警报，此时由上位机发出一个信号至接收端，有接收端的控制继电器开启相应的机器，例如空调、排风扇、加湿器等等。
2.4 上位机概述
上位机是人可以直接观测并能操控的平台，它可以直观的让人了解温室内的温湿度情况并且人可以通过上位机发送命令到下位机，执行所要进行的操作。例如，当人看到温湿度其情况后，感觉到温度略高，但是该温度并没有达到上位机所设置的报警上限，此时人可以发布降温指令来开启温室的制冷设备。
目前上位机软件的编写有多种开发工具，如C++、VB、LabVIEW等。本系统软件采用LabVIEW作为开发软件。LabVIEW是一款采用图形化编程技术的系统开发软件，由美国NI公司开发，当前已广泛应用于各大领域，包括航空航天、通信工程、汽车行业等。采用LabVIEW开发的软件系统具有人性化的人机界面，操作方便直观。
根据本测试系统的要求，因测试对象的不同，软件的设计依据以下思路：
1）操作界面要求人性化。能够充分考虑操作人员的知识水平以及行业专业术语的要求，同时要求操作方便，减少不必要的步骤，提高工作效率。
2）程序设计模块化。模块化的程序有利于对软件的管理，便于软件的扩充或精简，更加有利于软件的文护。
上位机软件的设计主要实现以下功能：
1）上位机软件要能实现对下位机系统采集所得数据的读取、处理、显示以及保存的功能。
2）对测试所得的结果能够便于管理、分析。测试得到结果后能够生成报表，对各参数的测试结果进行保存。
3）对部分系统参数能够自动读取、保存后不必每次使用之前重新设置，在每次打开程序时能够自动读取此类参数，进行后续计算。
4）充分考虑操作人员的方便性，遇到问题能够通过帮助菜单快速解决，包括软件的操作方法、使用要求等等。
2.5 本章小结
本章首先根据温室环境参数的特点及工作环境，给出整个监测与控制系统的基本设计组建方案，介绍了上位机和下位机系统组成的结构原理图。重点分析了无线传感节点与接收端控制器的无线数据传输方式，对比传统的有线数据采集与控制方式，说明了无线数据传输的先进性和优越性。
3 硬件电路设计
3.1 单片机最小系统
3.1.1 微处理器
在无线传感器网络中节点的微处理器选取是必不可少的，可以毫不夸张的说微处理器就是节点的心脏，处理器的作用主要是控制传感器采集数据和处理采集到的数据并将数据发送至接收端。
节点微处理器选择时主要考虑以下几方面：处理器性能，所支持的开发工具，所支持的操作系统，过去的开发经验，处理器成本、功耗、代码兼容性及算法复杂性等。
综上考虑本设计选择的是ATmega8单片机。ATmega8 是一款采用低功耗CMOS工艺生产的基于AVR RISC结构的8位单片机。AVR单片机的核心是将32个工作寄存器和丰富的指令集联结在一起，所有的工作寄存器都与ALU（算术逻辑单元）直接相连，实现了在一个时钟周期内执行的一条指令同时访问（读写）两个独立寄存器的操作。这种结构提高了代码效率，使得大部分指令的执行时间仅为一个时钟周期。因此，ATmega8可以达到接近1MIPS/MHz的性能，运行速度比普通CISC单片机高出10倍。[ ]