无线传感网络由多个传感器节点和一个中心节点构成，传感器节点也称设备，可实现农作物环境的ZigBee数据采集。中心节点又称协调器，系统总体硬件设计图如图2所示。
图2系统总体硬件设计图
主控MCU选择意法半导体公司STM32F103RBT6芯片，它是基于ARM推出的V7平台的Cortex-M3内核的32位处理器。该处理器芯片有64个引脚、51个I/O口、128KBFlash、20KBSRAM、3个串口、2个SPI接口、1个CAN总线和1个USB接口。芯片的数据处理能力为1.25dMi/sMHZ，在72MHZ的工作频率下，工作电流为36mA，待机时下降到2mA，是目前32位处理器市场上功耗最低的产品。其售价接近51单片机的售价，但它的数据处理能力达到了DSP的水平，具有较高的性价比和应用前景。
GPRS无线传输选用西门子公司的MC35iGPRS模块，主要通过主控制器的串口发送AT命令实现对模块的控制，它主要完成与STM32之间的数据交换。该模块内嵌TCP/IP协议栈，能通过移动公司GPRS网络与Internet的PC机以及用户手机进行数据交换；SMS支持PDU以及Text模式短信息的发送与接收；内置5KBuffer，使得传输数据的最大数据包长度可达1.5K，完全满足各路传感器的信息传输需要；提供两个全双工串口，可实现两个TCP通道的同时传输。
3系统软件设计
3.1系统通信原理
本系统采用星型网络拓扑结构，有一个成为网络协调器的中心控制器和若干从设备。协调器负责建立和维护网络，它是全功能设备（FFD），有稳定的电能供给，无需考虑功耗。从设备是采用电池供电的RFD，它只能直接与网络协调器进行数据通信，从设备之间的通信只能通过协调器转发。当协调器上电开始工作时，它就会检测周围环境，选择合适信道。
IEEE802.15.4规范定义了27个物理信道，信道编号从0至26，每个具体的信道对应着一个中心频率，在我国使用的是2.4GHz频段，它定义了16个信道（11~26号信道）。信道确定后，再选择一个PAN标识符，然后建立起自己的网络。PAN标识符用来唯一确定本网络，以和其他的PAN区分。当有数据要传送时，设备便从休眠状态中被唤醒，经过信道扫描，获得了周围协调器的有关信息，选择一个合适的PAN，并开始建立连接，连接通过服务原语传输数据服务，使用的原语有请求原语、确认原语、指示原语、响应原语。如果连接建立成功，设备就会获得一个16位的短地址码，范围在0X0000~0XFFFD之间。至此，ZigBee网络就已构建成功，设备和协调器之间便可进行通信了，设备的ZigBee数据采集数据就可上传。
3.2软件设计
流程在本系统中使用的开发环境是IAR7.6，采用的协议栈为TI的TI-MAC-1.3.1，软件流程图如图3所示。