无线温室监控系统概述
无线温室监控系统采用基于ARM?Cortex™-M3 的LMS3S1968 微控制器和无线收发芯片nRF905 设计了执行器节点。从硬件和软件两个层面进行研究，根据无线通信系统特点设计了系统的硬件、软件，并进行了调试和试验运行；采用μC/OS-II 嵌入式实时操作系统作为无线传感器网络节点的操作系统。系统具有可靠性高、可方便扩展通信节点容量等优点。无线温室监控系统软件设计
（1）μC/OS-II嵌入式实时操作系统
随着无线传感器网络的广泛应用，节点构成的变化是巨大的。因此无线传感器网络节点上的嵌入式操作系统必须具备好的移植性。与通用的操作系统相比，嵌入式操作系统具有如下一些特征：小巧、实时性、可裁减性、固化代码、稳定性。针对不同的处理器类型，存储器容量和实时性需求，有不同的嵌入式操作系统。UCB 为Mica 系列传感器网络产品开发了一套微型的操作系统TinyOS；清华大学也开发出了一种灵活的低成本无线传感器网络节点 FLOWS，它的单片机采用TI 公司的MSP430，移植了uC/OS-II 操作系统，无线传输芯片采用NRF905。
μC/OS-II 是一个简单、高效的源码公开的嵌入式实时操作系统内核。其大多数函数调用和服务的执行时间具有可确定性；具有可抢占的实时多任务调度系统功能，而且提供了用于任务间同步、互斥、通信的系统服务。这些功能可以根据不同需求进行裁减，它的最小化内核能编译到2 KB，目前已经被移植到x86、ARM、PowerPC、MIPS 等众多体系结构上。基于短小精悍、可移植性强的特点，μC/OS-II 很适用于无线传感器网络节点芯片。相比较于TinyOS，uC/OS-II 提供了更加完善的任务调度和任务通信机制，并且采用标准的C 语言设计，从而可以更加方便的移植与调试。
（2）μC/OS-II 在LM3S1968 上的移植
LM3S1968 片上具有高达256KB 的单周期Flash 和64KB 的单周期SRAM，因此，不需要外扩存储器就可以满足μC/OS-II 代码对容量的要求。
μC/OS-II 在LM3S1968 上的移植，由用户层、中间件层、μC/OS-II 源码层、μC/OS-II移植层和驱动库层等五个层次组成。
①用户层的User 目录存放用户代码与设置。其中Main.C 文件是用户编写任务的地方，如通风控制、光照强度控制等任务；Main.H 定义任务的堆栈大小、优先级等。OS_CFG.H是μC/OS-II 的配置文件，用户可根据需要修改其内容。Includes.H 是总的头文件，除μC/OS-II的源码外，所有“.C”的文件都包含它，这样用户所需的头文件和其它声明只需在Includes.H中声明一次就行了。
②中间件层的Middleware 目录存放用户自己编写的中间件，如Uart0.C、Uart0.H 串口通信中间件等。
③μC/OS-II 源码层的μC/OS-II Source 目录存放μC/OS-II 的源代码（除uCOS_II.C 外的全部“.C”和“.H”的文件）。用户只要把源码复制到此目录，不需对源码作任何的修改。
④μC/OS-II 移植层的μC/OS-II Ports 目录存放μC/OS-II 基于LM3S1968 的移植代码，包括OS_CPU_C.C、OS_CPU_A.ASM 和OS_CPU.H 等三个必要的文件，用户应根据处理器来改写这三个文件，使之能够移植到相应的处理器上。Target 目录中的Startup 文件是LM3S1968 的启动代码和中断向量表，用户要在其中加入需要的中断服务函数的首地址；Target.C 和Target.H 提供LM3S1968 初始化函数targetInit()和其它外设控制函数。
⑤驱动库层是直接面向硬件目标板的层。一般来说，除μC/OS-II 外，其它代码都要直接或间接通过它访问硬件。
无线温室监控系统节点间的通信
后台管理系统与节点的通信途径为：后台管理系统←→Internet←→汇聚节点←→测量节点或执行器节点。后台管理系统以IP 数据包形式通过Internet 传送到汇聚节点的数据包括目标节点编号、控制命令。测量节点和执行器节点采取统一编号方式，控制命令为要求测量节点上传采样数据，或要求执行器节点执行命令要求的动作（即控制设备的启动或停止）或要求执行器节点上传该节点控制设备的运行状态。
汇聚节点与测量节点/执行器节点之间采用多跳路由的通信方式，由于监控区域内的节点众多，采用统一的数据格式有利于节点间的通信，数据格式如下：
其中，Preamble 为引导字节，BroAddr 为广播地址（为0xFF），Final-No 为数据传输的目标节点编号，Middle-No 为中间节点编号，Source-No 为提供数据的源节点编号，CtrlData为控制命令，Data 1…Data n 为需发送或接收的有效数据，CRC 为校验码。
nRF905 处于发射模式时，Preamble 和CRC 由nRF905 自动加载，BroAddr 和中间所有数据由微控制器按顺序送入射频模块 nRF905。接收模式时，nRF905 先接收一数据包，分别验证Preamble、BroAddr 和CRC 正确后，再将所有数据送入微控制器处理，由软件比较地址，进行相应处理。
