溫濕度傳感器節點的組件連接如圖2所示。小矩形框內是各組件使用和提供的接口，箭頭方向表示命令調用的方向。因為所有傳感器節點都具有定時采樣、數據處理、按協議數據收發、射頻模塊和MCU電源管理等功能，所以這里將與傳感器有關的操作單獨設計一個組件SHT10_C，在頂層配件中通過與不同類型傳感器組件連接，實現各傳感器節點功能。將與傳感器操作無關、與應用相關的其他功能組合設計一個中間組件SensorNet_C，通過與下層配件McuSleepC、CsmaC和CC2430ActiveMessageC連接，實現MCU電源管理、CSMA協議及射頻模塊控制。配件SHT10_C和SensorNet_C僅提供組件間連接關系，其實現分別由SHT10_M和SensorNet_M完成。在調用命令Send.send()發送數據時，首先進行清潔信道評估，如果信道被占用，則需要退避一段時間。退避時間由隨機函數產生一個1~31之間的隨機數，與一個給定初始值(這里設為160 μs，即10 symbols)相乘而得。初始值可以根據網絡中節點數量進行調整，節點少則初始值小，反之則適當加大。溫濕度傳感器節點的頂層配置組件程序如下:

configuration SensorNodeSHT_C {
}
implementation {
components MainC； /*TinyOS2主模塊，這里用于關聯系統啟動*/
components new TimerMilliC() as TimerC；
components SensorNet_C； /*射頻模塊、CSMA協議及MCU電源管理控制配置組件*/
components SHT10_C； /*溫濕度傳感器SHT10配置組件*/
components SensorNodeSHT_M； /*頂層模塊組件*/
SensorNodeSHT_M.Boot->MainC.Boot；
SensorNodeSTH_M.Timer->TimerC；
SensorNodeSTH_M.RFControl->SensorNet_C；
SensorNodeSTH_M.AMPacket->SensorNet_C；
……
SensorNodeSTH_M.Send->SensorNet_C；
SensorNodeSTH_M.SHT->SHT10_C； /*實現接口STH的連接*/
}

在配件SensorNet_C中，通過連接配件CC2430ActiveMessageC使用模塊組件CC2430ActiveMessageP中提供的射頻功能。CC2430ActiveMessageP是射頻堆棧中的頂層組件，提供單跳通信實現方法。通過連接配件McuSleepC使用模塊組件McuSleepP中的MCU電源管理功能，實現MCU睡眠、定時和啟動等功能，以降低節點功耗。需要在使用McuSleepP組件的上層組件SensorNet_M中實現事件McuSleepControl.beforeSleep()和McuSleepControl.afterWakeup()，以保護和恢復睡眠前后的狀態。

溫濕度傳感器SHT10具有兩線制串行接口，輸出已校準數字信號。這里定義SHT10的接口SHT如下，需要在模塊組件SHT10_M中實現接口所定義的命令。

interface SHT{
command error_t read()； /*在傳感器模塊組件STH10_M中實現*/
event void readDone(error_t result，uint16_t temperature，uint16_t humidity)； /*在頂層模塊組件SensorNodeSHT_M中實現*/
}

中心節點實現射頻數據接收，然后通過串口將數據送給PC機。其頂層配置文件如下：

configuration CenterNode_C{
}
implementation{
components CenterNode_M； /*頂層模塊組件*/
components MainC；
components CC2430ActiveMessageC as ActiveMessageC；
components ABSC； /*串口通信控制組件*/
CenterNode_M.Boot->MainC.Boot；
CenterNode_M.RFControl->ActiveMessageC；
CenterNode_M.AMPacket->ActiveMessageC；
CenterNode_M.Packet->ActiveMessageC；
CenterNode_M.Receive->ActiveMessageC.Receive；
CenterNode_M.ABS->ABSC；
}

2 傳感器節點功耗計算

對人體生理參數進行采集，尤其在室外應用中，低功耗對于電池供電的傳感器節點來說非常重要。以下應用參考文獻[6]中的方法對本設計中的傳感器節點的功耗進行計算。采用3.3 V直流電源供電，將一個1%精度的10 Ω電阻與CC2430EM串聯，通過測量電阻兩端的電壓降來計算一個采樣周期中各個時間段的電流。設采樣周期T=10 s，CC2430射頻輸出功率設置為100%，圖3為使用示波器TPS2024在傳感器節點發送數據時獲取的電阻兩端電壓變化波形圖，水平方向2.50 ms/div，垂直方向100 mV/div。表1為活動期間的電流消耗。

一個采樣周期T內低功耗模式時間(A段、G段，CC2430在PM2模式下)：

TPM2=T-Ton=10000 ms-20.45 ms=10 451.65 ms

低功耗模式下(CC2430在PM2模式下)電流消耗：

0.000 5 mA×10 451.65 ms=5.225 8 mA·ms

一個采樣周期T內總電流消耗：

472.1 mA·ms+5.225 8 mA·ms)/(3 600 000 ms/h)=1.326×10-4 mAh/10 s

每小時消耗電流：1.326×10-4×360=0.047 74 mA

假設使用60 mAh的紐扣電池，則可以使用時間為：60 mAh/0.047 74 mA=1 256 h≈52 天