基于ZigBee技术的连栋温室环境调节系统设计
基于ZigBee的智能农业温室大棚系统的设计
基于ZigBee的智能农业温室大棚系统的设计作者：刘雪飞来源：《经济技术协作信息》 2018年第20期一、背景及意义我国是一个农业大国，农业的发展备受国家和社会重视。
近年来，农业温室基础设施发展迅速，但是在自动监控方面仍存在着诸多问题。
例如大棚覆盖区域较大，就需要大量的传感器节点构成大型监控网络，通过各种传感器采集诸如空气湿度、光照度、温度、土壤湿度、pH值、EC值等信息。
传统的温室监测与控制系统多采用有线连接或众多节点互相独立，这种传统方式布线复杂，使温室内线缆纵横交错、使用不便、安装维护困难、可靠性差等问题。
无线传感器技术满足温室应用需求可以代替有线连接。
在物联网高速发展的今天，众多智能家居已经将物联网技术推向了一个高潮，那么农业技术领域也可以承载物联网的高速列车得到长足的发展。
利用ZIGBEE无线技术，可以将传感器整合到无线传送网络中：通过在农业大棚内不同位置布置多个温度、湿度、光照、等传感器，对棚内环境进行检测，数据整合、预测从而对棚内的温湿度，光照等进行自动化控制。
通过更加精细和动态监控的方式，来对农作物进行管理，更好的感知到农作物的环境，达到高度自动化生产状态，提高资源利用率和生产力水平。
二、现存问题1．首先是成本较高。
一套智能化的控制系统成本主要包括硬件成本、运行成本和维护成本。
硬件成本包括各仪器仪表、通信线缆等。
2．其次是布线复杂。
温室中有大量分散的传感器和执行控制机构，这些装置的设置不仅数量大而且分布广，当温室内生产的果蔬作物更替时，可能需要改变这些装置的物理位置，而错综复杂的线路也需要重新铺设，工作量较大，任务繁琐。
3第三，故障解决难。
当数据处理中心无法正常接收数据时，很难知道是线路问题还是节点故障。
另外，目前的控制系统多采用基于现场总线的分布式模式，当总线出现故障时，虽然各控制节点尚能正常工作，但是上位机却无法正常管理整个网络。
三、实现方案1ZIGBEE技术。
ZIGBEE技术是IEEE（美国电子和电气工程师协会）研发的新一代无线通讯技术。
基于Zigbee的智能温室大棚管理系统开发设计方案
第一届山东省物联网应用设计大赛设计方案文档基于Zigbee的智能温室大棚管理系统Intelligent Greenhouse Control System based on Zigbee设计方案参赛学校：青岛农业大学作者：王文刚张增伟孙琳指导教师：王蕊2014年06月20日目录摘要 (I)A BSTRACT............................................................................................................................................ I I 第1章快速说明.. (1)1.1智能大棚系统总体设计 (1)1.2硬件系统模块与器件选用 (3)1.3软件系统结构 (8)1.4中间件系统结构 (9)第2章方案立项 (11)2.1立项背景与意义 (11)2.2项目核心技术概述 (12)2.3项目研究目的与内容 (15)第3章硬件系统的设计与实现 (17)3.1智能大棚硬件系统结构 (17)3.2传感模块与数据存储模块电路设计 (18)3.3无线通信模块设计 (21)3.4显控模块电路设计 (25)3.5电源模块电路设计 (26)第4章软件系统的设计与实现 (28)4.1驻场管理系统 (28)4.2远程控制系统 (30)第5章中间件系统的设计与实现 (32)5.1中间件系统功能 (32)5.2中间件系统软件开发 (33)第6章作品成果展示 (35)第7章方案创新 (37)参考文献 (1)摘要我国是农业大国，人口总数占世界总人口的1/5，因此，农作物的优质高产对国民经济的意义重大。
目前，国内对农业大棚的管理主要采用传统的人工管理方式，即管理人员根据生产经验周期性地手动调节光照、温度、湿度等作物生长指标，并进行人工灌溉、施肥等培植操作。
这种方式需要较高的管理成本，还会带来生产效率低下、资源浪费以及环境污染等一系列问题。
基于ZigBee技术的温室大棚控制系统设计
文章编号 ： １ ６ ７ ４ — ４ ５ ７ ８ 【 ２ ０ １ ５ ） ０ ５ — ０ ０ ３ ５ ・ ０ ３
应 用 实践
基于Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 技 术 的 温 室 大 棚 控 制 系统 设 计
宋 子 龙 ，曹 凤 才 ，刘 权 亮
（ １ ． 中北 大 学信 息与通 信 工程 学 院 ， 山西 太原 ０ ３ ０ ０ ５ １ ； ２ ． 中北大 学 艺术学 院 ， 山西 太原 ０ ３ ０ ０ ５ １ ； ３ ． 太原 理 工 大学 ，山西 太原 ０ ３ ０ ０ ２ ４ ）
前我 国农村 经济转型发展 的前提 下 ， 本项 目主要针对 我国食 用菌种植 管理方式粗 放 、 效 率低 、 产 量小 、 质量 差等 问题 ， 结 合食用 菌产业 的规模化 发展 和生产 工艺 的标 准化 建设 的实 际需求 ， 将嵌入 式系 统技 术 和 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ无线 网络结 合到 菌类 温室 控制当中 ， 设 计出一套 集采集 、 传输 、 控制 、 监 控等 为一 体 的温室控制系统 … 。采用 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 无线 传输模 块有 助于解
的选择 、 用户数据库 等实现对 菌类温 室 内的空气 温度 、 空气 湿度 、 土壤温度 、 土 壤 湿度 、 二 氧化 碳 和光 照 等的 检测 与控
制， 通过对温室 内相关设 备 的实时调 控 ， 使 温室 内 的环境参
模 拟
数达 到对 菌类 各生长阶段所需的环境 因子 的要求 。
系统 实 现 的 主 要 功 能 是 在 菌 类 温 室 大 棚 中 放 置 的 各 类
时 间设备
据菌类各个 生长阶段生 长对环 境 的要 求采取 相应 环境 调控 措施 ， 提供有益 的生长环境 。部分菌类生长湿度环境参 数如 表 １ 所示 Ｊ 。基 于 ｅ ｏ ￣ ｅ ｘ Ａ ８平 台的菌类 温室 控制 系统 主要
基于Zigbee技术的农作物温室大棚监控系统的设计和实现
参考内容
一、引言
随着科技的不断发展，智能化监控系统在许多领域得到了广泛的应用。特别 是在农业领域，温室大棚监控系统的应用对农作物的生长和产量有着重要的影响。 ZigBee作为一种低功耗、低成本、高可靠性的无线通信技术，为农业温室大棚监 控系统的设计与实现提供了新的解决方案。
二、系统设计
基于ZigBee的农业温室大棚监控系统主要包括传感器节点、ZigBee协调器、 数据传输模块和上位机软件。
二、技术ห้องสมุดไป่ตู้述
Zigbee是一种基于IEEE 802.15.4标准的低速无线个人区域网络通信技术。 它具有低功耗、低成本、高可靠性、大容量等特点，非常适合于智能家居、工业 自动化、农业等领域。在农作物温室大棚监控系统中，Zigbee技术可实现传感器 数据的实时采集、设备控制以及数据传输等功能。
三、系统设计
四、系统实现
1、部署方案
在温室大棚内，根据需要布置温度传感器、湿度传感器、光照传感器和CO2 传感器，并将传感器数据通过Zigbee模块传输到监控中心。监控中心部署有接收 器和显示设备，方便工作人员实时监测大棚环境参数。
2、操作方法
工作人员可通过监控中心的显示设备实时查看各个温室大棚的环境参数。根 据需要，可通过监控中心对温室大棚进行控制，如调整通风设备、灌溉系统等。 同时，监控中心可对历史数据进行记录和分析，以便更好地了解农作物生长情况 和优化温室环境。
2、网络构建
基于Zigbee技术的温室大棚监控系统采用星型网络结构。每个温室大棚作为 一个独立的网络节点，节点上布置有多个传感器和Zigbee模块。通过Zigbee模块 将传感器数据传输到监控中心，监控中心通过显示界面展示环境参数。
3、数据传输
系统采用无线传输方式，通过Zigbee模块将传感器数据传输到监控中心。数 据传输采用UDP协议，具有较低的延迟和较高的可靠性。同时，监控中心可对各 个温室大棚的环境参数进行实时监测，并根据需要对大棚环境进行调整。
ZigBee无线传感器网络的温室大棚环境测控系统设计
本科毕业论文( 2014 届)题目：基于Zigbee无线传感器网络的温湿大______棚环境测控系统设计__________ 学院：信息工程学院____________ 专业：电子信息工程____________ 学生姓名：卫彬学号：21006021074____ 指导教师：蒋军职称（学位）：副教授合作导师：职称（学位）：__ 完成时间：2014 年5月19日_____ 成绩：_________________________________黄山学院教务处制学位论文原创性声明兹呈交的学位论文，是本人在指导老师指导下独立完成的研究成果。
本人在论文写作中参考的其他个人或集体的研究成果，均在文中以明确方式标明。
本人依法享有和承担由此论文而产生的权利和责任。
声明人（签名）：年月日目录摘要 (1)英文摘要. (2)1 引言 (3)1.1课题背景 (3)1.2温湿度对植物的影响 (3)2 系统总体方案设计 (3)2.1系统设计思路 (3)2.2硬件分项选择 (3)2.2.2 温湿度传感器的选择 (3)2.2.3 数据传输方案选择 (4)2.2.4 显示模块的选择 (4)2.3软件部分选择 (4)3 主芯片的硬件资源 (4)3.1单片机的概念 (4)3.1.1 STC12C5A60S2单片机的结构特点 (4)3.1.2 STC12C5A60S2的芯片引脚 (5)3.2STC12C5A60S2中断系统 (5)3.2.1 中断概念 (5)3.2.2 中断系统结构 (5)3.2.3 中断源 (5)3.2.4 中断的控制 (6)3.2.5 中断响应 (7)4 系统总体设计 (7)4.1系统总体设计电路图 (7)4.2单片机最小系统电路 (8)4.3温湿度采集电路与原理 (8)4.3.1 DHT11温度采集原理 (8)4.3.2 温湿度采集部分电路图 (8)4.4Z IG B EE协调器 (9)4.5显示电路 (10)5 系统设计 (10)5.1系统设计流程图 (11)5.2系统主函数软件设计 (11)5.3DHT11温湿度采集软件设计 (11)5.4Z IG B EE协议栈软件设计 (11)5.5诺基亚5110显示软件设计 (12)6 测试 (12)6.1分布测试 (12)6.2整体测试 (12)7 设计总结 (13)参考文献 (14)致谢 (15)附录A 系统实物图 (16)附录B 部分程序代码 (17)基于ZigBee无线传感器网络的温室大棚环境测控系统设计信息工程学院电子信息工程卫彬指导老师蒋军摘要：介绍了一种利用ZigbeeCC2530传输、STC12C5A60S2单片机、DHT11温湿度传感器、和诺基亚5110液晶显示器构成基于Zigbee的无线传感网络温室大棚测控系统，讨论了系统的硬件电路设计和软件编程，主要解决了利用STC12C5A60S2型单片机作为核心器件，利用ZigbeeCC2530作为传输介质、DHT11温湿度读取模块实时检测环境的温湿度和利用诺基亚5110显示屏显示实时温湿度的关键技术。
基于ZigBee温室环境监测系统电路设计
基于ZigBee温室环境监测系统电路设计为了解决传统有线监测现场布线的繁琐、作物变更时又需要重新的布置等不利因素，本文对基于ZigBee 无线传感网络技术的温室环境监测系统进行了研究。
无线传感网络是在传感技术、通信技术和计算机技术的基础上发展而成的一种全新的信息获取和处理技术，目前基于IEEE802．15．4 协议标准的ZigBee 技术日渐成熟，并极大地推动了无线传感器网络走向实用，把无线传感器网络技术应用于农业自动控制也具有了可行性。
电路原理：温室环境监测系统是通过硬件和软件的结合实现了对温度、湿度和光照强度的实时监测。
无线传感网络主要包括协调器节点和传感器采集节点这两类硬件平台，协调器节点由无线节点模块和智能主板模块组成，传感器采集节点由传感器模块和智能主板模块组成。
传感器节点是通过ZigBee 无线传感网络和协调器节点之间进行通信的，协调器节点是连接传感器节点和计算机的桥梁，负责组网和集中监测终端发来的数据并通过串口RS232 上传至上位机。
无线节点模块主要由射频单片机构成，MCU 是TI 的CC2530 芯片，用的是2.4G 载频，棒状天线。
传感器模块有两个传感器，分别是温湿度传感器SHT10 和光电传感器BPW34S。
智能主板模块由电源转换电路、运放电路、串口电路、复位电路和可程序控制LED 显示电路这几个部分组成。
软件设计包括节点控制程序和上位机监测界面程序两个方面，节点控制程序是在IAREmbeddedWorkbench 开发环境下用C 语言实现的，包括传感器节点控制程序和协调器节点控制程序，上位机监测界面是在VisualStudio2005 的开发环境下用VC++实现的。
最后通过实验验证了该设计的可行性，基本达到了要求。
tips:感谢大家的阅读，本文由我司收集整编。
仅供参阅！。
基于ZigBee的温室环境监测系统的设计
基于ZigBee 的温室环境监测系统的设计摘要：本文基于 zigbee 无线传输协议和 cc2430 芯片设计了一款温室大棚的环境监测系统。
采用 cc2430 无线传输芯片作为环境数据采集的节点，并使用该芯片作为路由器和协调器，将采集到的环境数据传输到总监测室，方便对各个温室的环境进行观测，并可以随着温室规模的大小，扩大或者缩减网络的大小。
关键词：zigbee ; cc2430;温室环境监测；无线传输design of greenhouse environment monitor system basedon zigbeexiao donghua1,liu yanqing2,su zelang3(1. applied technology school,xihua university ，pengzhou611930,china ； 2.school of mechanicalengineering&automation,xihua university,chengdu610039,china。
2.77538troops,lasa850000,china)abstract:the article designed a monitor system about greenhouse environment monitor system based on wireless transmission protocol and cc2430.the cc2430 wireless chip used for the node which collect the environment data, and the chip used for router and coordinator, transport the environment data to the monitor room make convenience to monitor the data of every greenhouse, and expand orreduce the network with the scale of greenhouse.keywords:zigbee 。
基于Zigbee的温室WSN系统设计
基于Zigbee的温室WSN系统设计摘要：传统温室大棚常采用人工方式对温度、湿度等环境参数进行监控，费时费力。
针对其缺陷，对基于Zigbee技术的无线传感器网络技术在温室大棚的应用进行分析研究，设计了基于2430芯片的节点硬件电路，对RFD终端、路由器及网络协调器节点软件进行了研究及设计。
从实际运行情况可见，终端传感器采集到的数据可以通过无线网络上传给上位机进行显示、存储打印等。
基于Zigbee的温室WSN 系统可以降低工作者的劳动强度，便于组网和推广。
关键词：无线传感器网络；温室；Zigbee；CC24300引言随着生活水平的提高，人们对生活的质量要求越来越高。
温室大棚应运而生，多用于低温季节喜温蔬菜、花卉、林木等植物栽培或育苗等<sup>[1]</sup>。
以前受经济和技术条件的限制，多数大棚采用人工方式进行检测和控制。
对于规模较大的大棚，人工方式既费时又费力。
由于其不易保存温湿度等历史数据的缺陷，不便于我们对温室里蔬菜等植物生长进行研究。
无线传感器网络研究是计算机科学与技术中一个新的研究领域。
随着近几年的发展，无线传感器网络已经逐渐得到行业和学术界的广泛关注，并且在军用和民用领域都具有巨大的应用前景<sup>[2]</sup>。
本文在各监测点放置带有盛世瑞恩DB17110探头的RFD节点，由数字温湿度传感器DHT90实时采集各节点处温湿度信息，经过RFD处理后通过无线网络传输到网络协调器，由网络协调器通过RS232串口上传至PC。
1WSN系统整体结构框图温室大棚WSN系统由RFD、COORDINATOR、ROUTER组成<sup>[3]</sup>，其结构如图1所示。
2硬件设计硬件部分主要由cc2430芯片、盛世瑞恩DB17110探头组成，电路原理如图2所示。
CC2430芯片<sup>[4]</sup>采用ZigBee技术的射频系统单芯片。
基于ZigBee技术的温室大棚系统的设计
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ Ｇｒ ｅ ｅ ｎｈ ｏ ｕ ｓ ｅ Ｓｙ ｓ ｔ ｅ ｍ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｚｉ ｇ Ｂｅ ｅ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
实 时监 控 温 室 大 棚 里 的 环 境 信 息 ， 实 现 温 室 大棚 系统 的 无 线 远 程 监 控 ． 达到 智能化 、 自动
化 的 管 理 功 能
关键词 ： Ｚ １ ｇ Ｂ ｅ ｅ 技术 ； 数据传输 ； 温 室大 棚 环 境 监 控 系 统 ； Ｗ １ ｎ Ｃ Ｃ ； Ａ Ｒ Ｍ
随 着 我 国经 济 的快 速发 展 ， 作 为一 个 传 统 的农
业大国 ， 提 高它 的经 济 效 益是 现 阶段 农 业 发 展 的迫
系统 采用 上位 机 Ｗｉ ｎ Ｃ Ｃ友好 的人 机交互 界 面 ， 对 下 位 机上 传 的数 据 实 时监 控 ， 根据 相关 的数 据处 理 分
切 需求 。基 于此 ． 发展 智 能温 室 大棚 变 得 十 分 有 意 义 。科 技 的进 步使 无线传 感 网络 在此 领域 中具 有广
ＹＥ Ｍｅ ｉ — ｓ ｏ ｎｇ， ＸＩ ＡＯ Ｓ ｈｉ — ｄ ｅ， ＺＨＡＮＧ Ｚ ｈｉ － ｆ ｅ ｎ ｇ， ＺＨＡＯ Ｙａ ｎ ｇ， Ｗ ＡＮＧ Ｈｏ ｎ ｇ － ｙ ａ ｎ （ Ｃｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｓ ｏ ｕ ｔ ｈ ｗ ｅ ｓ ｔ Ｊ ｉ ａ ｏ ｔ ｏ ｎ ｇ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ， Ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ ｄ ｕ ６ １ ０ ０ ３ １ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ）
基于ZigBee技术的温室大棚调光系统
基于ZigBee技术的温室大棚调光系统作者：吴荣升来源：《无线互联科技》2014年第09期摘要：近年来，随着物联网技术的发展以及对现代农业精准化的采集和监控需求使得Zigbee备受关注，ZigBee作为一种低复杂度、低功耗、低成本的双向无线通讯技术正受到人们的喜爱。
本文先简单介绍ZigBee技术并基于ZigBee技术对温室大棚调光系统进行分析。
充分利用光照自动调节控制技术，提高作物光合作用效率。
关键词：Zigbee；ZigBee技术；温室；调光系统1 ZigBee技术概述ZigBee是一种低速短距离传输的无线网络协议。
ZigBee协议从下到上分别为物理层（PHY）、媒体访问控制层（MAC）、传输层（TL）、网络层（NWK）、应用层（APL）等。
其中物理层和媒体访问控制层遵循IEEE 802.15.4标准的规定，网络层有ZigBee技术联盟制定，应用层的开发程序根据用户自己的应用需要，对其进行开发利用，因此该技术能够为用户提供机动、灵活的组网方式。
在一个ZigBee组成的网络内，作为16bit的短地址最多可容纳65536个无线数传模块，在这组成的整个网络范围内，每一个ZigBee网络数传模块之间可以相互通信，每个网络节点间的距离可以从标准的75m无限扩展。
ZigBee规范确定了三种设备类型分别为协调器，路由器和终端设备。
ZigBee网络是由一个协调器以及多个路由器和多个终端组成的。
在一个ZigBee网络中必须有且只有一个协调器，由它负责整个网络的启动、网络地址的分配、管理网络和网络维持等，同时它也可作为与其他类型网络的通信节点（网关）。
构成协调器和路由器的器件必须是全功能设备，而构成终端设备的器件可以是全功能设备，也可以是精简功能设备。
在ZigBee 的网络拓扑结构中，设备是最基本的组成单元，ZigBee 网络的拓扑结构是以IEEE802.15.4为基础的，按需求的应用不同ZigBee支持三种自组织无线网络类型，即星形网络、网状网络和树状网络，特别是网状网络，具有很强的网络健壮性和系统可靠性。
基于Zigbee技术的蔬菜大棚管理系统设计
图2-2数据采集节点工作流程图
数据采集节点是定时的(默认设置成10S采集一次温湿度数据)采集数据，这个时间间隔是可以网络中的基站向温湿度传感器节点发送重新设置时间间隙的控制命令来完成设置的。PPP(Point-to-PointProtocol)协议是在设计和实现网络中基站节点功能所要用到的技术。PPP协议是为在同等单元之间传输数据包这样的简单链路设计的链路层协议。这种链路提供全双工操作，并按照顺序传递数据包。设计目的主要是用来通过拨号或专线方式建立点对点连接发送数据，使其成为各种主机、网桥和路由器之间简单连接的一种共通的解决方案。传感器应用了其技术从而实现了数据的接力传送，从而提高了网络通信的效率[4]。
关键词：Zigbee；实时监控；无线通信； 数据库；智能化
ManagingSystem of Greenhouses Based on Zigbee
基于Zigbee组网技术的智能温室自控系统设计
毕业论文（设计）基于ZigBee组网技术的智能温室自控系统设计学生姓名：张洪林指导教师：崔新忠、讲师合作指导教师：专业名称：自动化所在学院：信息工程学院2014 年 6 月摘要本文以ZigBee技术为核心，采用通用性思想和模块化设计的思路，用无线传感网络技术解决温室大棚内的农作物生长的智能自动控制系统。
设计了基于ZigBee组网技术的数据采集节点，对温室内湿度、温度和CO2浓度等环境因子的数据采集，搭建了基于ZigBee的星型网络，实现了采集数据与控制数据的无线传输。
利用PLC作为控制机构，根据已经设置的环境阈值对相应的执行机构进行控制，启动相应调控设备，从而使温室环境符合生物的生长规律。
很好的解决了实时数据监测的问题，改变了过去只靠操作人员通过观察作物生长状态而进行测报的相对落后状态，对生产作物进行即时的自动监测，促进生产资源集约高效利用，从而能够大幅度提高的农业生产力。
关键字：ZigBee组网，温室，环境因子监控，无线传感器网络，自动控制AbstractThis article is for a intelligent automatic control system which is for ZigBee technology as the core technology of wireless sensor networks to solve the crops grown in greenhouse, design of the data acquisition node that is based on the ZigBee networking technology,collection the environmental factors data on greenhouse (humidity, temperature and carbon dioxide concentration), build a star network based on ZigBee,it has been achieved that the data of acquisition and control based on wireless net ing PLC as a control mechanism, according to the environment of already set threshold value to control the corresponding actuator, start the corresponding control device, which accords with the growth law of biological greenhouse environment.it is a good solution to the problem of real-time data monitoring,changed the relative backwardnessin the past only by the operator by observing the crop growth status and conduct forecasting,and it can achieved that the real-time automatic monitoring of crops,promote the efficient use of resource-intensive production,thus the most substantial increase in agricultural productivity.Key works: ZigBee network, greenhouse, monitoring of environmental factors, wireless sensor networks, automatic control目录摘要 IAbstract II第一章前言 11.1 研究目的和意义 11.2 研究背景以及国内外研究现状 11.3 目前研究存在的问题 2第二章系统总体方案的设计 32.1 总体方案的设计 32.2 系统子节点的设计 42.3 本次毕设中主要要解决的问题和实现功能的方案 4第三章 ZigBee无线网络模块设计 63. 1 ZigBee技术及其组网选择 63. 2 ZigBee无线网络传输模块硬件设计 93. 3 数据采集模块与ZigBee模块硬件连接 143. 4 ZigBee无线传输模块软件设计 14第四章控制数据采集模块设计 174. 1传感器的选择 174.2 数据采集模块的硬件设计 174. 3 数据采集模块的软件设计 20第五章 PLC控制系统的设计 225.1温室自动控制系统的分析与设计 225.2 PLC控制系统硬件电路设计 245.3 PLC控制系统软件程序设计 245.4基于RS-485网络的PLC控制系统设计 24第六章基于ZigBee的温室智能自动监控系统性能调试 27 6.1 传感器数据采集系统的调试 276.2 ZigBee无线数据传输系统调试 276.3 PLC自动控制系统的调试 276.4 系统整机综合调试 27第七章总结与展望 297.1 总结 297.2 展望 29致谢 30参考文献 31第一章前言1.1 研究目的和意义伴随着新兴技术的快速发展，信息科学日新月异的技术发展，无线传播技术已经开始渗透于人类生活中的各个领域。
基于ZigBee的温室环境监测系统设计
基于ZigBee的温室环境监测系统设计摘要温室大棚栽培产业的发展已经成为衡量现代农业的发展水平的标准。
其中对温室的环境参数进行测量和控制是实现温室栽培规模化，智能自动化的重要步骤。
但是我们国家农业科学技术发展水平十分有限，目前的温室大棚监测系统缺点很多，比如十分的不稳定、不可靠、成本高。
很难做到比较远距离的智能无线监测，很难为现代温室大棚栽培产业产业化，自动化提供保证。
我们需要一种安全稳定并且功率消耗不高的无线网络通信技术来解决这个主要问题。
因此，本课题研究了“基于ZigBee温室环境监测系统设计”。
它采用了多种传感器技术及ZigBee无线传感网、GPRS、Internet等多种网络互相协作的网络通信科学技术，达到了了对温室大棚环境参数的实时远程监控，克服了现有温室监测系统存在的缺陷，对我国温室大棚栽培产业的长远发展具有深远的意义。
关键词：ZigBee，无线传感网络，Linux，温室环境监测Study on greenhouse environment detecting system based on ZigBeeAbstractDevelopment of greenhouse cultivation industry has become a measure of the level of development of modern agriculture standards.Wherein the environmental parameters to measure greenhouse and control is an important step towards greenhouse scale, intelligent automation. But our country's level of development of agricultural science and technology is very limited, the current greenhouse monitoring system many shortcomings, such as very unstable, unreliable and costly. Relatively difficult to achieve long-range wireless intelligent monitoring, it is difficult to provide a guarantee for the modern greenhouse cultivation industry industries and automation. We need a safe and stable and the power consumption is not high wireless network communication technology to solve this major problem.Therefore,the research of the "greenhouse environment monitoring system based on ZigBee design." It uses a variety of sensor technology and ZigBee wireless sensor networks, multiple networks GPRS, Internet and other interoperable network communication science and technology to achieve the greenhouse environment parameters for real-time remote monitoring, greenhouse overcome the existing monitoring systems exist defects, long-term development of greenhouse cultivation industry has far-reaching significance.Key words：ZigBee, wireless sensor network, Linux, greenhouse environment monitoring目录1 概述 (1)1.1 课题背景和意义 (1)1.2 无线采集系统的现状 (1)1.3 课题研究的内容 (1)1.4 课题设计的发展前景 (2)2 ZigBee概述与应用 (3)2.1 Zigbee简介 (3)2.2 Zigbee的优势与特点 (3)2.3 Zigbee的发展前景与应用 (4)2.3.1 发展前景 (4)3 系统整体硬件设计 (5)3.1 系统设计方案 (5)3.1.1 系统原理 (5)3.1.2 网络拓扑结构的选择方案 (5)3.2 系统的硬件设计 (6)3.2.1 主控系统 (7)3.2.2协调器的设计 (8)3.2.3终端节点的设计 (9)4 系统软件设计 (11)5 上位机数据处理 (19)结论 (20)致谢 (21)参考文献 (22)附录 (23)附录A (23)1 概述1.1 课题背景和意义随着当今的计算机技术、越来越流行的网络技术和普遍的工业综合自动化系统结合水平的飞速进步，现实中人们对监控数据传输的实时性、数据接口的开放性以及数据链接的安全性的要求越来越高，而且有线控制网络的不足之处也越来越突出。
基于ZigBee的智能大棚控制系统设计
信 息 技 术10科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATIONDOI：10.16661/ki.1672-3791.2018.06.010基于ZigBee的智能大棚控制系统设计欧瑞丰 赵娟（荆楚理工学院电子信息工程学院 湖北荆门 448000）摘 要：继互联网产业革命之后又一大产业革命即将到来，物联网产业的势头已势不可挡。
在过去的几十年互联网将人和人连接起来，实现了人和人之间“零距离”交流，把世界连成一个整体。
而现在，物联网将会实现人与物、物与物之间的“联系”与“交流”，将会带来自动化和智能化的时代。
现今各行各业都面临着物联网带来的产业革命，繁琐复杂的人工操作将会逐渐被智能化和自动化所替代。
本文针对传统大棚管理繁琐，高人力成本，低生产效率等一系列问题，设计了一种基于ZigBee的智能大棚控制系统，从而更准确及时，低耗高效的完成大棚管理任务。
本设计主要实现对大棚内各项生态指标数据采集，及时反馈给控制中心进行数据对比，判断是否启用执行系统来改变棚内环境使之处在正常范围之内。
关键词：智能大棚 无线通信技术 物联网 CC2530中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2018)02(c)-0010-02我国是人口大国，随着人们生活水平的提高，对水果蔬菜的需求量也愈来愈大。
通过人为控制棚内生态环境指标可以让果蔬的生长不在受季节和自然灾害的影响，从而使产量和质量都能得到很大程度的提高，满足人们不同时节的需求。
但采用人工成本高，且环境调控也不及时、准确，一个小失误都可能造成大损失。
故设计了智能控制系统，解放人工，精确高效地完成管理任务。
在大棚内装有空气、温度、湿度、光照等数据采集装置，以CC2530为主的控制中心和相应的控制系统。
各部分采用ZigBee进行通讯、ZigBee 相对于WiFi来说功耗低，成本低、安全性高。
1 系统总体方案设计本设计包括数据采集装置、控制中心和执行系统3个部分组成如图1所示。
基于ZigBee技术的温室环境监测系统设计
・ １ ５ ７ ・
基于 Ｚ ｉ ｇ Ｂｅ ｅ技术 的温室环境监测系统设计
张 亚 茹
（ 安徽理工大学电气与信 息工程学院 ， 安徽 淮南 ２ ３ ２ ０ ０ ０ ） 摘 要： 为 了解决传统温室大棚里有线布网繁杂， 成本高的问题 ， 设计了基于 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 技术和无线传感网络的温室环境监测系统。该 系统 以 Ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ 技 术 实现无 线通 信 ， 分 布在 温 室大棚 里 面 的无线 终端 节 点采 集数据 （ 土壤 湿度 ， 空气 温 湿度 和 Ｃ Ｏ ２浓度 ） ， 通过 无 线通 讯 方式传 送 给 网络 协调器， 进而上传到监控 中心。最后在用户终端进行数 据的处理、 存储 、 融合等操作。实验验证表明， 该 系统运行稳定 ， 达到了设计要求。 关键 词 ： 无线 传感 网络 ； Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 技术； 数 据采 集 目 前传统的温室大棚技术仍采用有线的通讯方式进行工作，由于 温室里长期高温 ， 易腐蚀 的特点 ， 从而会引起通讯 电路老化 ， 维修不方 面等问题。同时由于不能实时的掌握大棚里的传感信 息， 造成传感信息 的错乱 ， 从而影响作物产量下降甚至绝产 。 国外设计的温室系统可以根据温室作物的特点和要求 ，应用于全 球定位与遥感遥测技术 ， 实现多因素的实时监测 ， 但价格昂贵 ， 维修不 方便 。 在 国内， 对于温室的研究比较晚， 大多是国外的仿冒品， 造价仍然 高， 不适应于我国的现状 。 对于我国 目 前大棚成本高 ， 布线繁琐等特点 ， 本文设计了一种基于 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 技术的温室环境监测系统 ， 将大棚里采集的信息通过 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 网 络传输至监控中心供 监控人员分析工作。 １系统总体设计 本文设计的温室监测系统主要由传感器，网络协调器和客户终端 等几个部分组成。 分布在大棚里的各个传感器采集数据 ， 采集结束将数 据传输给 目标节点 ， 目标节点则通过 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 无线传感器网络将数据发 给协调器 ，在协调器里面进行数据的分析与处理 ，网络协调器则通过 Ｒ Ｓ ２ ３ ２串口与用户终端进行通信 ，最后将数据信息显示在人机交互界
基于ZigBee的智能大棚系统设计
基于ZigBee的智能大棚系统设计作者：饶章宇来源：《计算机时代》2019年第08期摘; 要：物联网技术的发展改变了各个行业传统的生产方式，文章使用ZigBee技术设计一种能够监测温室大棚环境并自动控制的智能大棚系统。
该系统能自动调节大棚内作物的生长环境，作物的生长环境主要由水泵、换气扇和遮阳板三种设备进行调节，让大棚内的环境始终保持在适合作物生长的最佳状态，调节的依据是利用传感器收集到的大棚内各个环境参数的阈值。
文章给出了系统的总体设计、通信协议设计，以及移动端功能设计。
关键词：物联网; ZigBee; 温室大棚; 智能; 传感器; 通信协议中图分类号：TP23; S126; ; ; ; ; 文献标志码：A; ; ;文章编号：1006-8228（2019）08-21-03 Abstract： The development of Internet of Things technology has changed the traditional production methods of various industries. This paper uses ZigBee technology to design a intelligent greenhouse system that can monitor the greenhouse environment and automatically control it. The system can automatically adjust the growth environment of crops in the greenhouse. The growth environment of the crops is mainly regulated by three devices： water pump， ventilating fan and sun visor， so that the environment inside the greenhouse is always in the best state suitable for crop growth. The adjustment is based on the thresholds of various environmental parameters in the greenhouse collected by the sensors. This paper gives the overall design of the system， the design of the communication protocol， and the functional design of the mobile terminal.Key words： Internet of things; ZigBee; greenhouse; intelligence; sensor; communication protocol0 引言我国是农业大国，农业是国家的重要经济命脉。
基于ZIGBEE技术的温室大棚环境监控系统设计
基于ZIGBEE技术的温室大棚环境监控系统设计摘要：温室大棚的环境检测与控制是当前农业自动化的热点问题之一，基于ZigBee技术的无线大棚环境监控系统能够满足大棚环境监控系统所提出的低功耗、低成本以及方便后期规模扩展等要求，实现了真正意义上的无人值守，能够对各大棚的环境进行自动监控与调整，具有一定的工程实际意义和市场价值。
关键词：环境子监控ZigBee技术近年来，随着物联网、传感器、无线射频、专家系统、现代测控等技术的发展和应用，拓宽了现代农业的发展空间，重构这世界农业发展的新格局，已经成为信息时代农业的重要特征。
用信息技术装备农业，用信息手段服务、支撑农业，用信息网络服务农业，已成为我国农业现代化的客观要求，同时也是我国农业科技发展的重大技术选择。
1ZigBee技术简介在实际农业生产中，温度、湿度、光照强弱等环境因素对农作物的生长起着非常重要的影响。
在传统农业中，通过目测、经验等手段来检验这些因素，由于这些因素缺少量化的数据，并且经验的积累也并不准确，因此制约了农业的快速发展，使我国的农业生产长期处于低层次水平。
ZigBee技术是一种具有成本低、体积小、能量消耗小、传输速率低的无线通信技术。
利用该技术本文研究了温室大棚环境监控系统。
该系统能够解决传统农业的不足，逐步提高生产质量，增加经济效益，提升农业成产水平。
ZigBee技术应用在对传输速率要求不高、功耗要求很高的的领域。
但较传输速率也成为了它的一大优点，那就是超低的功耗。
2系统总体设计2.1系统架构选择在监测现场，使用采用ZigBee技术，实现采集终端设备互联互通，采用B/S结构，数据汇集后通过某种连接的方式与Internet相连，然后上传数据至数据服务器，将信息传递给用户。
采用ZigBee技术的混搭型环境监测系统是非常有发展潜力的架构。
优点：①无须布线，降低了系统安装成本。
②低成本、低功耗、体积小、维护方便。
③数据的共享性好，有利于消除信息孤岛。
基于ZigBee网络的温室大棚环境监测系统设计（2）
基于ZigBee网络的温室大棚环境监测系统设计（2）基于ZigBee网络的温室大棚环境监测系统设计【主题词】单片机、ZigBee协议- CC2240芯片、无线接收与发送、农业环境监测【立论（包括项目的研究意义及国内外现状分析）】【项目的研究意义】信息技术是研究信息的生产、采集、存储、变换、传递、处理过程及广泛利用的新兴科技领域。
信息技术的突破性进展将为农业科技革命和农业飞跃发展带来契机。
20世纪90年代初以来发达国家将电子信息高新技术应用于农业可持续发展。
农作物的生长受到自然条件的影响，如光照、CO2浓度等，要实现精准农业，必须建立一个实用、可靠、可长期监测的农业环境监测系统。
在农业领域里，数据采集大多数是在广阔的空间里进行的，数据源离目的地相对较远。
无线传感器网络由低功耗微小网络节点通过自组织方式构成无线通信网络，它不需要固定的通信基础架构支持，能够通过密集的节点布置，协作实时监测和采集网络分布区域内的各种微观农业环境信息，整个网络则负责将各个节点收集的数据传递给一个称为汇聚节点的网关，由网关交给终端用户，后者既可以对接收的数据进行分析处理，也可以通过发送指令去改变传感器的行为。
因此，为顺应农业现代化的发展趋势，本小组设计了基于无线传感器网络的农业环境监测系统，实现了农业目标测量区内信息采集节点的自动部署、数据自组织传输，实现了对影响作物产量的环境因素，包括温湿度、土壤温湿度、土壤PH值、光照强度以及温室CO2浓度的远程、实时监测。
【国内外现状分析】在世界农业信息化发展进程中，美国、德国、法国、澳大利亚和日本等国处于领先地位，印度、韩国等发展中国家虽然起步较晚，但发展速度很快，这些国家根据本国的实际情况因地制宜地开展农业信息化建设，并形成了自己的特色。
在国内已建成农业科研项目计算机管理系统（ARICMS），中国农业文献数据库，中国农业科技成果库，中国农业研究项目数据库，农业实用技术数据库等。
使农户只要有一台微机终端，通过网络就能够及时获得农业法规、农业政策、市场行情、产品销售等信息，合理地进行农资购置与产品销售，促进农村市场繁荣和经济增长。
基于ZigBee技术的温室群控系统的研究与设计
文 章 编号 ：６ １ ９ ６ （０ ８０ — ４ ０ ０ １７ — ９４ ２０ ）５ ０ ４ － ５
基于 Ｚｇ ｅ 技术的温室群控系统的研究与设计 ｉ ｅ Ｂ
江儒 秀 ， 林开颜 ， 吴军辉 ， 杨学军
（ 同济大学 现代 农 业科学 与工程 研究 院 ， 海 ２ ０ ２ ） 上 ０ ０ ９
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｔｉ ｖ ｒ ｍｐ ｒａ ｔ ｏ ｈ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｆｐ ａ ｔ ｇ ｉ ｒ ｅ ｈ ｕ ｅ ｔ ｏ ｔ ｌ ｈ ｒ ｅ ｈ ｕ ｅ ｅ ｖｒ ｎ ｎ ｎ ｇ ｏ ｐ ｂ ｏ ｕｅ ． ｓ ｒ ｃ ：Ｉ ｓ ｅ ｙ ｉ ｏ ｔ ｎ ｒｔｅ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｌ ｎｉ ｎ ｇ ｅ ｎ ｏ ｓ ｃ ｎ ｒ ｅ ｇ ｅ ｎ ｏ ｓ ｎ ｉ ｍｅ ｔ ｒ ｕ ｙ ｃ ｍｐ ｔｒ ｆ ｏ ｎ ｏ ｏｔ ｏ ｉ Ａ ｍｉ ｇ ａ ｔ ｅ ｄ ｆｃ ｓｏ ｏ ｌｘ ｗｉ ｓ ｌ ｗ ｅ ｐ ｎ ｉ ｉ ｔ ｎ ｉｔ ｉ ａ ｉ ｔ ， ｈ ｕ ｈ ｒｒ ｉｅ ｏ ｕ ｉｎ ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｉ ｌ ｓ ｏ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅｅ ｔ ｆ ｍｐｅ ｒ ， ｏ ｘ ａ ｓｂｌ ｙ ａ ｄ ｍａｎ ａｎ ｂｌ ｙ ｔ ｅ ａ ｔ ｏ ａｓ ｓ ａ ｓ ｌ ｔ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｗ ｒ ｅ ｓｃ ｍｍｕ ｉ ｃ ｅ ｉ ｉ ｏ ｅ ｎ－ ｃ ｔ ｎ ｔｃ ｎ ｌ ｇ ａｌｄ Ｚ ｇ ｅ ， ｗｈｃ ｅ ｐ Ｓｃ ｎ ｅ ｔｔ ｅ ｃ ｎｒ ｌ ｒ ｎ ａｌ ｆｔ ｅ ｇ ｅ ｎ ｏ ｓ ｓ ａ ｄ ｔ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌｃ ｍｐ ｔｒｉ ｉｅｅ ｓ ａ ｉ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｃ ｌ ｉＢ ｅ ｏ ｅ ｉｈ ｈ ｌ ｓ Ｕ ｏ ｎ ｃ ｈ ｏ ｔ ｌ ｓｉ ｌ ｏ ｒ ｅ ｈ ｕ ｅ ｎ ｈ ｅ ｔ ｏ ｕ ｅ ａ ｗ ｒｌ ｓ ｏｅ ｈ ａ ｎ ｎ ｔ ｏ ｋ Ｔ ａ ｋ ｓｔ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌ ｎ ｙ ｔｍ ｒ ｅ ｉｂ ｅ ａ ｄ ｆ ｘ ｂ ｅ ｓ ｅ ｉ ｌ ； ｔ ｓｌ ｗ— ｏ ｔａ ｄ ｃ ｎ ｕ ｓｌ ｓ ｏ ｅ ．Ｔ ｅ ｓ ｓ ｍ ｓ ｅｗ ｒ ． ｈ ｔ ｍａ ｅ ｈ ｏ ｔ ｌ ｇ ｓ ｓ ｏｉ ｅ ｍｏ ｅ ｒ ｌ ｌ ｎ ｅ ｉ ｌ。ｅ ｐ ｃ ａｌ ｉ ｉ ｏ ｃ ｓ ｎ ｏ ｓ ｍｅ ｅ ｓ ｐ ｗ ｒ ｈ ｙ ｔ ｉ ａ ｌ ｙ ｅ
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第40卷第2期2019年2月Vol.40No.2Feb.2019中国农机化学报Journal of Chinese Agricultural MechanizationDOI：10.13733/j.jcam.issn.2095-5553.2019.02.29基于ZigBee技术的连栋温室环境调节系统设计王笑宇汤震2(1・驻马店职业技术学院，河南驻马店，463000； 2.黄淮学院，河南驻马店,463000)摘要：针对连栋温室的环境控制，提出一种利用智能手机和上位机协调监控及干预温室环境的方法。
首先，概括性描述温室环境调节系统的概念和结构，分析常见的连栋温室环境调节系统结构，对几种短、中程无线技术进行比较；然后，确定基于ZigBee的现场数据采集、基于GPRS/WiFi的网络协调和管理层通信的监控方案，提出基于ZigBee的连栋温室环境调节系统的软件和硬件设计方案，有效验证利用ZigBee技术和传感器实现连栋温室内环节智能化调节的可行性。
最后，结合最新技术的发展，展望温室环境调节的前景。
提出的适用于远程(超过100m)、利用ZigBee对现场参数采集的温室环境调节系统•能同时利用WiFi和GPRS两种技术实现温室环境调控，对实现温室环境智能化控制和远程控制具有积极作用。
关键词：连栋温室；温室环境调节；ZigBee；GPRS/WiFi中图分类号:S126文献标识码：A文章编号:2095-5553(2019)02-0175-05王笑宇，汤震.基于ZigBee技术的连栋温室环境调节系统设计[J].中国农机化学报，2019,40(2)：175-179Wang Xiaoyu,Tang Zhen.Design and research of environmental regulation system of multi-span greenhouse based on Zig Bee technology[J].Journal of Chinese Agricultural Mechanization,2019,40(2):175—1790引言温室是人工建造，且有助于改善农业生产的现代化农业发展方向之一。
从其建筑形式来看，主要分为单栋温室和连栋温室。
与前者相比，连栋温室不仅节省土地、建筑材料，具有可观的性价比•而且还有较大的内部空间，便于实现集中管理。
据统计表明，从2004年到2011年，我国温室的总面积增长近2倍。
低成本、高效益、生态环保、易于管理和调节的连栋温室系统是当前温室技术和设施得以更广泛应用的前提X。
为实现对温室系统的智能化及现代化管理，国内外相关机构对其展开深入研究，并取得了显著成绩。
2007年，美国加州某草莓培育商通过无线传感器网络，基于作物的生长情况，实现对温室环境的智能调节⑷。
2010年，山东农业大学等单位共同完成的新型集约化节能温室已成功在山东等地推广，获得较好的经济利益刀。
先进技术和理论在温室环境中的应用极大提高了温室集约化管理.推动设施农业进步和发展。
本文基于ZigBee技术.利用传感器采集连栋温室环境参数.由ZigBee节点发送到网络协调器，然后利用无线通信访问监测数据，采取干预手段，实现对连栋温室内环境的调节。
1温室环境调节系统概述温室环境调节系统主要实现对室内温度、湿度等各种参数进行自动监测、处理、实时控制、在线干预等功能：旳。
为便于主控计算机与温室内多处测量传感器、执行模块间实现双向、多点数据通信，信息流所传播的媒介是保障数据信息管理与控制的前提，根据信息流媒介的差异•主要分为有线传输和无线传输。
有线传输主要是利用CAN总线连接分布的测量节点和主控计算机，达到集中控制的目的，虽然数据传输可靠，但是其成本较高，尚未达到智能化的要求无线传输主要是借助无线传感器网络实现数据信息的交换，为满足温度、湿度传感器等这种小型、低成本设备无线联网要求，2000年电气和电子工程协会成立了IEEE802.15.4工作组.致力于定义一种低价，固定、便携或移动设备使用的极低复杂度、低成本和低功耗的无线连接技术，ZigBee正是这收稿日期,2018年9月28日修回日期：2018年10月16日*基金项目：国家星火计划项目(2015GA780024)—•基于物联网的光伏大棚智能控制应用与示范.第一作者：王笑宇，男,1983年生，河南汝南人，讲师；研究方向为计算机应用等。
E-mail：842669898@通讯作者：汤震，男,1983年生，河南固始人，硕士，讲师；研究方向计算机应用开发等。
E-mail：wegoup@176中国农机化学报2019年种技术的商业化命名.并且在IEEE802.15.4工作组和ZigBee联盟的推动下.在农业中已经表现出极大应用价值。
在连栋温室环境调节系统中，基于ZigBee的系统结构如图1所示，不同温室内（温室1,2,•••.”）的环境信息（湿度、温度等）经传感器测量，由ZigBee传输到Sink节点.再通过Sink节点将所测得的温室环境参数上传到上位机.根据所传输的温室环境参数•对相应的温室进行干预.进而调节温室环境。
environment control system在不同温室调节系统间，关于ZigBee在温室环境中的应用区分主要集中在无线传感器网络的Sink 节点与上位机之间的通信。
文献口0］提出了一种“分散-集中”系统结构.分散的ZigBee传感器节点经嵌入式模块连成传感器网络.把ZigBee传感器节点测得的温室环境参数经网络传输到嵌入式模块.然后由嵌入式模块通过GPRS通信将数据信息实时传递到远程计算机，通过监控中心干预，对温室环境做出调节；也有学者利用ZigBee-WiFi网关代替嵌入式模块实现传感器网络的连接，实现温室环境参数的采集和远程监控；文献［11］提出3G网作为数据信息传输网络.用户可通过手机或计算机对温室环境参数进行监控；文献［12］给出了蓝牙作为主、从机配合连接传感器网络和上位机。
如表1所示，从传输距离、速度、成本等方面比较WiFi、3G、GPRS与蓝牙几种手段。
在监控设备和连栋温室测温现场的距离较大（100m以上）的基础上，利用WiFi实现Sink节点和上位机之间通信具有较大优势。
另外.考虑到监控人员流动性，人员随身携带的移动设备与测温现场的通信可通过GPRS以此来保证对温室内环境的实时掌握。
针对监控对象的性质，可以灵活选择Sink节点和上位机之间的通信手段。
表1几种传输技术的比较Tab.1Comparison of several tra n smission tech n o l ogicsWiFi3G GPRS蓝牙传输速率11Mb/s473kb/s171.2kb/s1Mb/s 传输距离100m以上约10m 成本低较高間较低2系统结构与各部分组成2.1系统基本结构系统的Sink节点采用以CC2430为核心的Zig-Bee模块.为突出ZigBee中心作用，以“温室1”为例,如图2所示。
••温室1”内温度、湿度、光照、土壤信息通过ZigBee发送，温室环境的调节通过ZigBee发至执行终端实现。
图2系统的基本结构Fig.2Basic structure of the system2.2系统的各部分构成由图2可知.系统的构成可从现场终端模块、Sink 模块和远端监控模块组成，现做如下分析。
1）现场终端模块分析。
连栋温室的现场终端包括数据采集、控制和执行模块。
数据采集包括温度、湿度、光照、土壤等信息；控制和执行单元是根据温室内以及植物生长情况进行干预的手段，例如.光照强度较弱、温室内气温低于植物生长要求限值，此时.根据所采集的数据.监控人员或主控计算机发出控制指令，经无线传输.传到“温室1”的控制和执行模块，其基本结构如图2所示，控制卷帘电机和温控设备动作。
各温室内传感器等分别构成了一个个现场子网，卷帘机等执行设备属于受控对象.通过对温室内温度、湿度、光照、土壤等信息采集，可直接联动控制相关设备或将信息发送到管理层，产生决策.干预调节温室内环境。
2）Sink模块分析。
在温室环境调节系统中.Sink第2期卜:笑'亍：等：基于ZigBee技术的连栋温室环境调节系统设计177模块一方面负责接收采集各温室内的参数信息并为传输到管理层提供有效途径.另一方面实现对各现场子网的耦合连接•形成无线传感网络。
为此-Sink模块又称为网络协调模块.其核心是基于CC2430的数据接受和发送单元。
3）远端监控分析。
图2中，远端监控根据管理层对象差异•分为基于GPRS的智能手机管理和基于WiFi的上位机监控。
由于管理人员的流动性.利用智能手机通过GPRS访问管理页面.能随时随地对温室内环境进行了解。
而由于考虑到温室现场离监控室较远（超过100m）,通过WiFi实现上位机监控，更有利于植物生长模型的积累.便于对温室管理经验的积累“。
由于连栋温室内各位置温度、土壤等信息不同.以ZigBee为基础的温室环境调节系统具有可观的网络容量和有效的监控范围.可对连栋温室内不同位置的信息节点进行管理和监测。
当连栋温室的面积较大.需测量的节点较多时.还可以利用无线路由.增加温室信息数据的采集范围。
3系统的硬件和软件部分分析3.1硬件部分以“温室1”为例，系统硬件部分包括采集与执行、协调和管理三部分，如图3所示。
图3硬件结构框图Fig.3Hardware structure1）温室参数采集和干预。
温室参数采集和干预是建立在现场终端CC2430基础上。
例如温室温度采集，可采用体积小、成本低、使用方便且封装好的DS18B20数字温度传感器.其电路接线如图4所示，不同节点采集对应的DS18B20温度数值，通过ZigBee 实时发送到网络协调器.然后再上传数据供管理层监控温室温度.适时做出干预。
2）网络协调管理。
网络协调管理负责组网和集中检测终端发来的数据.并通过WiFi路由上传到工控机.如图5所示。
U4DSI8B20图J DS18B2O电路接线图Fig.4DS18B20electrical diagram图5网络协调管理框图Fig.5Block diagram of network coordination andmanageme n t3）管理层对数据的访问和监控。
管理层对数据的访问和监控是本系统的核心之一。
如图2所示，当Android手机在WiFi路由的广播范围内，Sink节点（网络协调器）中的WiFi路由传输信息流给上位机和nd raid手机。
考虑实际的覆盖范围.Android手机在远端.超出WiFi路由的广播范围，对Web服务器的数据访问需要利用GPRS。
利用GPRS对温室参数实时获取时.通过ZigBee将环境参数收集得来的数据.存储于数据中心服务器.然后借助GPRS营运商，可在手机上实时掌握温室内环境情况。