基于无线传感网络的温室大棚智能监控系统
无线传感器网络下的温室农业智能监控系统设计
无线传感器网络下的温室农业智能监控系统设计在无线传感器网络的发展趋势下，温室农业智能监控系统的设计成为了农业领域的热门话题。
温室农业智能监控系统的设计旨在提高农业生产效率，保证农作物的良好生长环境以及提供智能化的管理手段。
本文将围绕无线传感器网络下的温室农业智能监控系统设计展开讨论。
在设计温室农业智能监控系统时，首先需要考虑的是环境监测参数。
常见的环境监测参数包括温度、湿度、光照强度、土壤湿度等。
通过与无线传感器节点相连接，这些环境监测参数可以实时采集并传送至监控平台。
为了减少能耗，可以采用低功耗的无线传感器节点，并进行合理的网络拓扑规划，以保证数据的可靠传输。
其次，温室农业智能监控系统的设计还应该考虑到远程控制的需求。
通过与执行器相连接，系统可以远程控制温室的温度、湿度等参数，从而保证农作物的良好生长环境。
同时，可以将这些控制参数与历史数据相结合，利用数据分析技术进行智能化的控制策略优化，以提高农作物的产量和质量。
此外，温室农业智能监控系统的设计还应考虑到实时监控和报警功能。
通过与摄像头相连接，系统可以实时监测温室内的情况，并通过图像处理技术进行异常检测。
当出现温度异常、湿度异常或其他异常情况时，系统将及时发出报警信息，以便农户及时采取措施进行应对。
通过及时监控和预警，可以最大程度地避免病虫害等因素对农作物产生的损害。
另外，温室农业智能监控系统的设计还应注重数据的管理与分析。
通过将传感器采集到的数据上传至云平台，可以实现大规模数据存储和管理。
同时，通过采用数据挖掘和机器学习等技术，可以对数据进行深入分析，从而提取出有价值的信息，为农户提供决策支持。
例如，可以根据历史数据预测未来的气候变化，以便农户提前调整种植计划。
最后，温室农业智能监控系统的设计还应注意系统的稳定性和安全性。
为了保证系统的稳定运行，可以采用冗余传感器节点和网络节点的设计，以减少节点单点故障的概率。
同时，应进行数据加密和身份认证等安全措施，以防止数据泄露和非法入侵。
基于无线传感网络的温室远程监控系统
基于无线传感网络的温室远程监控系统【摘要】针对国内温室农业发展成本高、人工干预大、效率低、非智能化等问题。
本文介绍了一种利用ZigBee设计的一种基于ZigBee、上位机、internet 和android客户端的远程智能温室监控系统。
由若干个ZigBee组成的无线传感网络将环境参数通过路由器和协调器传递给上位机处理和显示，上位机同时将数据通过服务器上传到internet，用户即可通过android手机客户端实时查询并控制温室环境参数，从而实现温室远程实时监控。
同时，上位机和android客户端设有历史查询功能，用户可根据历史环境记录，综合分析作物生长状况。
实践证明，该系统具有较好的操作性和便捷性，并在功耗和成本上与同类系统相比具有明显优势。
【关键词】ZigBee;上位机;传感网络;服务器;android1.引言在温室农业迅速发展的今天，温室环境的监控已朝着实时化、自动化、智能化方向发展。
有不少研究将无线通信技术用于温室监控，比如基于GSM、bluetooth 或wifi的温室监控系统，但它们都存在成本高、功耗大等缺点，这严重制约温室农业进一步的发展。
针对上述问题，我们运用时下发展已趋成熟的zigbee技术并结合计算机技术设计了一种基于zigbee、上位机和internet的智能远程温室监控系统。
该系统可对温室内的光照强度、CO2浓度、温度、湿度等环境参数进行实时采集，并通过上位机和服务器，将数据上传到internet供android客户端进行远程观察分析。
同时上位机可针对特定作物，自动或手动调控光照设备、洒水机、通风设备、CO2发生器做环境最优化处理，从而保证作物时刻处于最佳生长状态。
大大降低了环境风险和人工成本，提高了生产效率和经济效益。
2.监控系统设计系统总体设计如图1所示：图1 系统总体设计图该系统主要由若干zigbee传感节点、硬件设备、上位机、服务器和客户终端组成。
当系统工作时，温室内各zigbee无线传感节点将温度、湿度、CO2浓度、光照强度等环境参数通过zigbee无线通信协议传递给路由器，路由器以同样的方式将接收到的数据包传递给协调器。
基于WIFI模块技术的温室大棚环境智能监控系统解决方案
基于WIFI模块技术的温室大棚环境智能监控系统解决方案目录一、系统总体设计 (3)二、系统硬件设计 (4)1.无线网络覆盖及接入设计 (4)2.环境采集节点设计 (4)三、系统软件设计 (5)1.数据采集节点设计 (6)2.监控中心软件设计 (6)3.移动终端软件设计 (7)我国是农业大国，为了给农作物创造合适的生长环境，农业生产人员需实时关注各项环境指标是否正常，传统的人工现场监测已经无法满足现代农业的需求，目前深圳信立科技温室大棚环境智能监控系统有效的解决了这一难题，本文就对此系统的设计进行深度解析。
深圳信立科技温室大棚环境智能监控系统通过在传统农业的基础上融合了物联网、信息化、自动化等技术，利用部署在大棚内的各类传感器节点采集土壤水分、温度、湿度、光照、CO2等环境信息，实现无线采集、无线传输、视频监控、异地监控等功能，不仅解放了劳动力，降低了生产成本，还能调节农作物产期，提高生产率。
环境采集节点主要由环境传感器、控制器和WIFI模块所组成，其中常用的环境传感器包括光照度传感器、空气温湿度传感器及土壤温湿度传感器。
控制器通过IIC协议与485协议等实现对数字传感器的数据采集，并通过UART口将数据转送给WIFI模块。
WIFI模块、无线摄像头、移动终端等与WIFI基站建立连接，并由基站通过光纤将数据传输至监控中心的服务器，实现远程PC和移动终端的实时监测温室大棚内环境数据。
系统的硬件设计主要包括无线网络覆盖及接入设计和环境采集节点设计。
1.无线网络覆盖及接入设计WIFI技术是近年出现的基于以太网的无线局域网技术，WIFI网络传输速率快，传播距离远，最大可以达到300米左右，在移动状态下，WIFI网络也能保持很好的传输特性，且十分易于系统后期扩展。
智能WIFI基站配备了高功率天线，可以有效覆盖方圆200米内的范围，之内的环境采集节点、PC及移动终端可与其连接。
同时基站具有Ping Watchdog功能，即通过设置一定时间内Ping1至2个IP地址的方式来检测当前连接状态，当远程IP地址均Ping失败的时候，基站会执行失败动作，失败动作可配置为重启基站或重新建立WIFI连接，这一机制，有效保证了智能基站长期稳定工作。
基于无线传感技术的农业大棚智能控制系统设计
基于无线传感技术的农业大棚智能控制系统设计毛潭张勇杰李玏一周帮平吕垒平【摘要】介绍了一种基于无线传感技术的数据采集和控制系统方案，实现农业大棚的自动化控制，对大棚环境中的各种信息进行采集。
设计了基于ARM的主控模块、信号处理模块、电源模块、LCD模块、无线通信模块等硬件平台。
开发了节点设备程序、嵌入式系统应用软件和上位机组态软件。
系统通过模拟测试，结果验证了方案设计的可靠性和实时性，可满足农业信息化建设要求。
【關键词】无线传感；ARM处理器；组态监控软件；农业大棚；嵌入式系统【Abstract】A data collection and control system solutions based on wireless sensor technology was proposed， to achieve automatic control of agricultural greenhouses and a variety of information gathering greenhouse environment. The hardware platform of terminal control system was designed， including central control unit， signal processing module， power modules， LCD modules， and wireless communication module. A node device， embedded system application software and PC configuration software was developed. Through the simulationtest results verified the real-time performance and reliability of the system design， in order to satisfy the requirement of the construction of agricultural information.【Key words】Wireless sensor； ARM processor； Configuration and monitoring software； Agricultural greenhouses； Embedded systems0 引言我国各地的经济发展水平、环境条件差异较大，存在农业机械信息化生产能力落后、土地利用程度不高等方面的问题，导致农业发展水平落后。
基于无线技术的温室大棚智能控制系统
基于无线技术的温室大棚智能控制系统引言温室大棚智能控制系统是一种利用无线技术实现对温室内温度、湿度、光照等环境参数进行监测和控制的系统。
该系统通过无线传感器网络采集温室内各个位置的环境数据，并将数据传输到控制单元进行处理，控制单元再根据预设的策略进行控制操作，以保持温室内的环境参数在合适的范围内。
本文将介绍基于无线技术的温室大棚智能控制系统的架构、功能和实现方法。
系统架构基于无线技术的温室大棚智能控制系统由传感器网络、控制单元和用户界面三个部分组成。
传感器网络传感器网络是系统的数据采集部分，由多个无线传感器节点组成。
这些节点通过无线通信协议将采集到的环境数据传输到控制单元。
每个传感器节点负责监测一个或多个参数，例如温度、湿度、光照等。
传感器节点需要具备低功耗、高可靠性和自组织等特性。
控制单元控制单元是系统的核心部分，负责接收传感器节点发送的数据，并根据预设的策略进行控制操作。
控制单元通常由一个主控制器和多个执行器组成。
主控制器负责接收和处理传感器节点的数据，并根据设定的算法和策略进行控制决策。
执行器则根据主控制器的指令，对温室内的设备进行控制操作，例如调节温度、湿度和光照。
用户界面用户界面为温室大棚的管理者提供操作和监控界面。
用户界面可以是一个物理面板或一个基于软件的应用程序。
通过用户界面，管理者可以设定温室的控制策略，查看温室内的环境参数，并进行手动控制。
系统功能基于无线技术的温室大棚智能控制系统具有以下功能：实时数据监测系统能够实时监测温室内的温度、湿度、光照等环境参数，并将数据发送到控制单元和用户界面。
管理者可以通过用户界面随时查看温室内的环境状况。
自动控制操作系统能够根据预设的策略和算法进行自动控制操作。
例如，当温度超过设定的阈值时，系统可以自动启动降温设备，并控制其功率和运行时间，以将温室内的温度调节到合适的范围。
报警与通知系统能够根据设定的条件进行报警和通知。
例如，当温室内的温度超过安全范围时，系统可以发送报警信息给管理者，或通过短信、邮件等方式进行通知。
基于无线传感器网络的智慧大棚设计与控制
基于无线传感器网络的智慧大棚设计与控制智慧大棚是利用现代科技手段对农业生产进行智能化管理的一种新型农业生产模式。
而基于无线传感器网络的智慧大棚设计与控制正是将无线传感器网络技术应用于大棚智能化管理的一种创新方法。
本文将介绍基于无线传感器网络的智慧大棚的设计原理、功能模块和控制策略等内容。
一、设计原理基于无线传感器网络的智慧大棚设计基于无线传感器网络技术，该技术利用无线通信手段将多个传感器节点连接起来，形成一个无线传感器网络。
传感器节点通过采集大棚内的温度、湿度、光照等环境参数信息，并将这些数据传输给收集节点。
收集节点再利用无线通信手段将采集到的数据传输给上位机进行进一步的数据处理和分析。
二、功能模块1. 温湿度监测模块：该模块由多个温湿度传感器组成，用于实时监测大棚内的温度和湿度情况。
传感器将采集到的数据传输给收集节点，并通过无线传感器网络将数据传输给上位机。
2. 光照监测模块：该模块由光照传感器组成，用于实时监测大棚内的光照强度。
传感器将采集到的数据传输给收集节点，并通过无线传感器网络将数据传输给上位机。
3. 水肥控制模块：该模块通过传感器采集土壤湿度、养分含量等信息，实现对大棚内水肥的精准控制。
通过上位机的指令，控制灌溉系统和施肥系统的开关，实现对水肥的自动调控。
4. 病虫害预警模块：该模块通过传感器采集大棚内空气中的气体成分、温度等信息，利用数据分析算法对大棚内的病虫害情况进行预警，并通过上位机发送预警信息给农民，提醒其采取相应的防治措施。
5. 远程监控与控制模块：该模块通过建立远程通信连接，实现对大棚环境的远程监控和控制。
农民可以通过手机或电脑远程查看大棚内的环境参数，并对大棚的灯光、温湿度等进行远程调节。
三、控制策略1. 温湿度控制策略：根据作物的生长需求和大棚内的实际温湿度情况，利用上位机控制温湿度传感器的数据采集频率和灌溉系统的开关，实现对大棚内温湿度的自动调控。
2. 光照控制策略：根据作物的光照需求和大棚内的实际光照情况，利用上位机控制光照传感器的数据采集频率和灯光系统的开关，实现对大棚内光照强度的自动调控。
无线传感网络环境下的温室自动化控制系统设计
无线传感网络环境下的温室自动化控制系统设计温室是一种受控环境下种植植物的建筑。
为了提高温室种植效率和植物生长质量，传统的温室已经逐渐向自动化控制方向发展。
在现代技术的支持下，使用无线传感网络环境下的温室自动化控制系统，可以实现温室内环境的实时监测、智能控制和数据记录。
本文旨在介绍无线传感网络环境下的温室自动化控制系统的设计原理和实施过程。
无线传感网络环境下的温室自动化控制系统设计，需要包括以下几个主要部分：传感器节点的布置与选择、数据采集与传输、中央控制系统和执行器。
首先，传感器节点的布置与选择是该系统的核心部分之一。
温室内应布置多个传感器节点，以实现对环境参数的监测。
常见的环境参数包括温度、湿度、光照强度、土壤湿度、二氧化碳浓度等。
根据温室的大小和需求，可以选择不同类型的传感器节点，如温度传感器、湿度传感器、光照传感器、土壤湿度传感器和二氧化碳传感器等。
其次，数据采集与传输是无线传感网络环境下的温室自动化控制系统不可或缺的环节。
传感器节点采集到的环境数据需要通过网络传输至中央控制系统，以实现实时的数据监测和远程控制。
基于无线传感网络的技术，可以采用无线传感器网络协议（WSN）或物联网（IoT）技术来实现数据的采集与传输。
这些技术可以通过无线通信方式，如Wi-Fi、蓝牙、zigbee等，将数据传输到中央控制系统。
中央控制系统是整个无线传感网络环境下的温室自动化控制系统的大脑。
中央控制系统接收传感器节点发送的环境参数数据，并根据预设的控制算法进行智能控制。
中央控制系统通常由微处理器、嵌入式系统和软件组成。
通过分析传感器节点发送的数据，控制系统可以实时调整温室内的环境参数，例如温度调节、湿度调节、光照控制和二氧化碳浓度控制等。
此外，中央控制系统还可以实现对温室内设备的远程监控和控制，提供更加智能化和便捷的管理方式。
最后，执行器是温室自动化控制系统的执行部分。
根据中央控制系统的指令，执行器可以实现对环境参数的调节和控制。
基于无线传感器网络的温室大棚温湿度监测与控制系统设计
基于无线传感器网络的温室大棚温湿度监测与控制系统设计温室大棚是一种用于农业生产的封闭空间，它可以提供良好的环境条件，使植物在较长的时间内得到适宜的生长环境。
温室大棚的温度和湿度是农作物生长的关键因素之一。
为了实现温室大棚的温湿度监测与控制，我们可以利用无线传感器网络技术来设计一个智能监测与控制系统。
首先，我们可以通过无线传感器节点来采集温湿度数据。
传感器节点可以使用温湿度传感器来感知环境的温度和湿度变化。
这些传感器节点可以布设在温室大棚中的不同位置，以获取更全面的数据。
传感器节点可以通过无线通信方式将数据传送给基站节点。
基站节点是无线传感器网络中的中心节点，它负责接收传感器节点发送的数据，并将数据交给上位机进行处理。
基站节点可以通过无线通信方式与传感器节点进行数据传输。
为了提高网络的可靠性和稳定性，可以采用多节点协作的模式，使网络中任意一个节点故障，不会影响整个系统的工作。
在接收到传感器节点的温湿度数据后，上位机可以进行数据处理和分析。
通过对温湿度数据的分析，我们可以了解温室大棚中的温湿度变化趋势，并根据需要进行相应的控制。
上位机可以使用数据可视化的方式将温湿度数据以图表或曲线的形式展示给用户，方便用户实时了解温室大棚的温湿度情况。
在温室大棚的温湿度监测与控制方面，可以采用反馈控制的方法来实现。
根据温湿度数据的变化情况，上位机可以向温室大棚中的执行机构发送控制信号，实现对温湿度的控制。
例如，在温度过高时，上位机可以通过执行机构打开大棚的通风窗，降低温度；在湿度过高时，上位机可以通过执行机构启动降湿设备，降低湿度。
这样，可以实现对温室大棚温湿度的自动控制。
此外，为了进一步改进温室大棚的温湿度监测与控制系统，可以引入智能算法和预测模型。
智能算法可以根据历史温湿度数据和环境条件，预测未来的温湿度变化趋势，并自动调整控制策略。
预测模型可以通过分析大量的历史数据，建立温湿度与作物生长之间的关系模型，为农民提供相应的建议和指导。
基于无线传感器网络的农村温室大棚监控系统
室 环境 的 有 效监 控 。提 高 了温 室环 境 参 数 监 控 系统 的 灵 活 性 和 移 动 性 ， 降低 了温 室环 境 监 测 的成 本 。
新 器 件 新 技 术
基 于 无 线 传 感 器 网络 的 农 村 温 室 大 棚 监 控 系统
刘 士敏 ， 杨顺
（ 辽 宁 工 程技 术 大 学 电子 与 信 息 工 程学 院 ， 葫芦 岛 １ ２ ５ １ ０ ５ ）
摘要 ： 针 对现 有 农村 温 室 大棚 环 境 差 、 监 测 困难 及 有 线传 输 系统 成 本 太 高 等 问题 ， 设 计 了针 对 温 室 大 棚 中 温 湿 度 、 Ｃ Ｏ
浓度 、 光 照 强度 和 土壤 温 度 等 参 数 的 无 线 实时 监控 系统 。 系统采 用 Ｗｉ Ｆ ｉ 技 术 的 无 线传 感 器 网络 对 检 测 到 的 大棚 中环 境
参数进行采 集、 分析 、 处理和传输 ， 并 将 数 据 在 监控 中心 Ｐ Ｃ机 上 显 示 。 当超 过 预 先 设 定 的 阈值 时 ， 可 以通 过 蜂 呜 器 报 警
Ｌｉ ｕ Ｓ ｈ ｉ ｍｉ ｎ， Ｙａ ｎｇ Ｓ ｈ ｕ ｎ
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ａ ｎ ｄ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ，Ｌ ｉ ａ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ，Ｈｕ ｌ ｕ ｄ ａ ｏ １ ２ ５ １ ０ ５ ，Ｃｈ ｉ ｎ ａ ） Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ａｉ ｍｉ ｎ ｇ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｅ ｘ ｉ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ｒ ｕ ｒ ａ ｌ ｇ ｒ ｅ ｅ ｎ ｈ ｏ ｕ ｓ ｅ ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎ ｔ ｉ ｓ ｐ ｏ ｏ ｒ ，ｍｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｒ ｉ ｎ ｇ ｉ ｓ ｄ ｉ ｆ ｆ ｉ ｃ ｕ ｌ ｔ ａ ｎ ｄ ｃ ａ ｂ ｌ ｅ ｔ ｒ ａቤተ መጻሕፍቲ ባይዱｎ ｓ ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ
基于大规模无线传感网的智能温室监控系统设计与实现的开题报告
基于大规模无线传感网的智能温室监控系统设计与实现的开题报告一、研究背景与意义随着农业技术的发展，温室种植已成为现代农业生产的重要方式。
温室中的环境因素对作物生长的影响非常大，如温度、湿度、二氧化碳浓度等。
因此，智能温室监控系统的设计和实现对提高温室作物生长的品质和产量具有重要意义。
近年来，无线传感网技术得到了广泛应用，其具有无线传输、低功耗、多节点协作、易于部署等特点，因此大规模无线传感网成为了实现智能温室监控的有力工具。
本课题主要针对大规模无线传感网的智能温室监控系统的设计和实现，旨在提高温室作物的生产效益、降低生产成本、对生态环境进行保护。
二、研究内容和目标本课题将研究基于大规模无线传感网的智能温室监控系统设计和实现。
具体研究内容包括：1. 确定温室环境中需要监测的环境因素和指标；2. 设计大规模无线传感网的拓扑结构；3. 设计和实现无线传感器节点和网关节点；4. 开发数据采集系统和数据处理分析算法；5. 实现监控系统的可视化显示和报警机制。
研究目标是：设计和实现一个基于大规模无线传感网的智能温室监控系统，实现对温室环境因素的实时监测和控制，提高温室作物的生产效益、降低生产成本、对生态环境进行保护。
三、研究方法和技术路线本课题主要采用实验室研究和实际应用相结合的方法，具体分为以下几个阶段：1. 阶段一：确定监控系统的需求和系统设计方案，包括监测指标、无线传感器节点、网关节点、数据采集系统和数据处理分析算法等；2. 阶段二：开发无线传感器节点和网关节点，包括硬件设计和软件开发；3. 阶段三：实现大规模无线传感网的建设，在实验室内进行环境监测和数据采集；4. 阶段四：实现数据处理和分析算法，建立温室环境模型，分析影响作物生长的环境因素；5. 阶段五：实现数据可视化和报警机制，提供方便的管理和监控方法。
技术路线主要包括传感器硬件设计、无线通信协议、数据采集、处理和分析算法、Web技术等。
四、预期结果和创新性本课题主要预期实现在温室环境中对温度、湿度、二氧化碳浓度等多个要素的实时监测、控制和分析，并通过可视化的方式展示给用户。
基于ZigBee技术的温室大棚智能监控系统
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裰ＵＪ｛ Ａ Ｃ０
《 琏
基于 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ技 术 的温 室大 棚 智 能 监控 系统
程 剑
（ 常州 工程 职 业技 术 学院 江 苏 常 州 ２ １ ３ １ ６ ４ ）
【 摘 要】 在农业生产中， 温度、 湿度、 光照强度、 土壤温湿度 以及二氧化碳浓度等环境 因素对农作
一
３ ． １ 核心 板 Ｃ Ｃ ２ ５ ３ ０芯 片 需 要 很 少 的外 围 电路 配件 配 合 ， 就 能实现 信号 的收 发功 能 。 核 心板 电路 使用 一个 非平衡
般 需要 在 土壤 中铺 设大 量 的线 缆 ， 这 使得 对 农作 物 天 线 ， 连接 非 平 衡 变 压器 可 以使 天 线性 能更 好 ， 整 体
整 个大 棚 中的环 境参 数汇 总 。 ２系统 设计
３ ． ２功 能底板
功 能底板 是 核心 板和 传 感器 的桥梁 ， 也为 核心
本 设 计 分 为 下位 机 采 集 系 统 和 上 位 机 监 控 系 统 板 和传 感器 提供 电源 。由于 Ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ 存 在终端 节 点 的设
空 气温 湿 度 采 集 采 用 瑞 士 Ｓ ｅ ｎ ｓ ｉ ｒ ｉ ｏ ｎ公 司推 出 的 将其 显示 在 屏幕上 。
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一
圈
采集 和 实 时的控 制 。传 统农 业 中 ， 这些 因素主 要 靠 目 测、 经 验 或 繁 琐 昂贵 的有 线 传 感器 来检 测 ， 缺 少 量 化
的数 据 并且 无法 记录 。与普 通 的温 室 大棚 相 比 ， 数字 化精 准 农业 大棚 不仅 能够 种 植优 质 高产 反 季节 蔬 菜 ，
基于无线传感网络的温室环境监控系统研究
在通 信协议 上 ，为 缩短监 听周 期 ，可 以在 Ｃ Ｓ Ｔ
发 送 状 态 周 期 内周 期 性 地 发 送 Ｓ ＮＣ帧 ， 当源 节 Ｙ 点 向 目的节 点 发送 数 据 包 时 ，先 生 成 一 个 Ｓ Ｃ ＹＮ —
Ｒ Ｓ帧 ，此 Ｓ ＮＣ Ｒ Ｓ帧包含 目的信 息 、同步信息 Ｔ Ｙ —Ｔ
以及 Ｒ 求 等。 目的节 点 在第 一个 状 态 内收 到 Ｔ Ｓ请 Ｓ ＮＣ Ｒ Ｓ后 ，生 成一个 Ｓ ＮＣ Ｃ Ｓ帧 ，此 帧包含 Ｙ —Ｔ Ｙ —Ｔ 目的信 息 、同步 信息 以及 Ｃ Ｓ请求 。接下来 源节点 Ｔ
和 目的节 点开始 交换数 据 ，结束后 进入 睡眠 。其 他
节点 占用信道则通 过 Ｃ ＭＡ Ｃ Ｓ ／ Ａ方式竞 争获得 。
、 １
匐 化
基于无线传感 网络的温室环境监控 系统研 究
Ｓｔ ｄ ｅ ｈｏｕ ｅ ｅ ｖ ｒ ｎｍ ｅ ｏｎ ｔ ｉ ｇ ｓ ｓ ｅｍ ａｓ ｄ ｏｎ ｗ ｉｅｌ ｓ ｓ ｎ ｎ ｅｔ ｏｒ ｕ ｙ ｏｎ ｇｒ ｅｎ ｓ ｎ ｉｏ ｎｔｍ ｉｏｒｎ ｙ ｔ ｂ ｅ ｒ ｅｓ ｅ ｓｉ ｇ ｎ ｗ ｋ
的 时 钟 变 量 ，一 旦 软 定 时 器 的 时 钟变 量 程 序 就 调 用 相 应 的模 块 完成
定时 任务 。无线 传感 节点 与 中央 监控 主机 进行 串 口
Ｄ ２ ０ Ｐ，Ａ ４ Ｄ ０ １以及其 他 的外 围器 件 。 Ｓ４ １ Ｔ５ Ｂ ４ Ｃ ２２ Ｃ ４ ０功 耗 低而 且 性能 比较 稳定 ，能够 保 证 数 据地正 确传输 ，利用它 开发 的无线通 信设 备数 据
关键词 ： 温 室环境 ；监控系统 ；无线传感 网络 中图分类号 ：Ｎ ４ ３ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０ ０ ４ ２ １ ）８ 下） ０ ５ ～ ２ ９ １ （ ０ ０ （ 一 ０ ２ ０ ０ ３ ２
基于无线传感网的温室大棚环境监控系统设计
基于无线传感网的温室大棚环境监控系统设计我国自古就是一个重视农业的国家,农民占比很高。
随着现代科技的飞速发展,农业中的科技含量也日益凸显。
国家深知只有依靠现代化种植技术才能从真正意义上改变粮食现状,进而提高粮食产量,实现国富民强。
温室大棚是我国重要的农产品培育基地,主要为作物提供适宜的生长环境,而目前我国的温室大棚管
理技术科技含量低,主要还是依靠人力及种植经验进行管理调控,费时费力。
本文针对这些问题,设计出一套基于无线传感网的温室大棚环境监控系统。
主要研究工作如下:1)本系统以无线传感网为通信基础,ZigBee技术为通信手段,完成对下位机和上位机两方面的设计。
下位机主要由终端、路由器及协调器三类网络节点组成,完成对温湿度、烟雾及光照强度信息的采集、控制、显示及异常报警,并将其传送至上位机。
上位机应用Visual Studio 2015编写人机交互界面,可完成对环境信息的实时记录,并在数据异常时进行调控和报警警示。
2)本着低功耗、高集成度的原则,对主控芯片、各类传感器及其他芯片进行选型,完成对终端节点、路由器节点及协调器节点的硬件设计。
软件部分以
Z-Stack协议栈为基础,借助IAR开发环境进行程序编写,大大提高了软件设计效率。
针对温湿度的控制精度问题,提出变论域模糊PID控制算法,引入伸缩因子间接增加模糊控制规则,通过与传统控制算法仿真比较,验证其在响应速度、超调量及稳定性方面更具优越性。
3)搭建系统测试平台。
从系统的整体性能、丢包率情况和数据准确性方面进行测试,测试证明,系统通信质量良好,工作稳定,能够实现对温室大棚环境数据的实时监控,满足低功耗、高精度的设计要求,具有良好的实践意义。
基于无线传感器网的蔬菜大棚监测系统设计与实现的开题报告
基于无线传感器网的蔬菜大棚监测系统设计与实现的开题报告一、选题背景及意义我国农业生产一直是农民的重要收入来源，而蔬菜生产作为农业生产的重要部门，是农业经济的主力军之一。
近年来，随着技术的发展和生活水平的提高，人们对蔬菜品质和产量的要求也越来越高，而蔬菜生产中难以避免的一些问题，如病虫害的发生和水分、养分的供应问题等，也成为限制蔬菜产量和品质提高的重要因素之一。
针对这些问题，基于无线传感器网的蔬菜大棚监测系统应运而生。
该系统可以通过传感器对大棚内的环境参数进行实时监测，并通过云数据平台实现数据的存储和分析，帮助农民更好地了解大棚内的环境变化和作物生长状况，提高蔬菜产量和品质。
因此，本课题选取基于无线传感器网的蔬菜大棚监测系统设计与实现作为研究对象，旨在解决蔬菜产量和品质提高的问题，为蔬菜生产提供一种新的监测和管理手段。
二、研究内容本课题将采用以下研究内容：1.调研现有的蔬菜大棚监测系统，对其功能和特点进行评估，并总结其不足之处。
2.设计并实现基于无线传感器网的蔬菜大棚监测系统，包括环境参数的采集、数据处理、存储和分析等功能。
3.测试和验证系统的性能，对其在实际应用中的效果进行评价和改进。
三、拟解决的关键技术问题本课题将尝试解决以下关键技术问题：1.传感器节点的选型和布局，以保证数据采集的准确性和可靠性。
2.数据的处理和存储，以便于数据的查看和分析，提供决策支持。
3.无线传输技术的选择和应用，以确保数据的传输和通信。
四、论文的研究方法本课题将采用以下研究方法：1.文献调研、资料搜集，了解相关技术的研究进展和应用现状。
2.设计实验方案，开展实验验证系统的性能和稳定性。
3.分析实验结果，总结并改进系统的设计和实现，完善系统的功能和特点。
五、预期研究结果及意义通过本课题的研究，预期实现基于无线传感器网的蔬菜大棚监测系统，实现对大棚内环境参数的实时监测和数据的存储、分析和传输功能，为农民提供更好的蔬菜生产管理和决策支持，提高蔬菜产量和品质，促进农业生产的发展。
基于无线传感器的温室大棚智能监控系统设计
基于无线传感器的温室大棚智能监控系统设计程倩【摘要】当前温室大棚存在监测困难、有线传输系统成本过高等问题。
为实现对温室大棚数据的有效监控，文章基于无线传感器的技术优势，设计出温室大棚智能监控系统。
作者通过建立无线传感器网络并利用温湿度及气体传感器对温室大棚内的环境参数进行测算，通过无线传感器网络实现了数据高速传输，提高了温室大棚环境监测的智能性和可靠性，降低了温室大棚的监控成本，实现了真正意义上的远程监控。
%There exists some problems of dififcult monitoring and high cost of wire transmission in current greenhouse. In order to realize the effective monitoring of greenhouse data, based on the advantage of wireless sensor technology, this paper designed a greenhouse intelligent monitoring system. A wireless sensor network is built, and the autor uses temperature, humidity and gas sensor to estimate the environment parameter in greenhouse, through the wireless sensor network realized high-speed data transmission, which improved the intelligence and reliability of the greenhouse environment monitoring, reduced the greenhouse monitoring cost and realized remote monitoring of the true meaning.【期刊名称】《无线互联科技》【年(卷),期】2016(000)016【总页数】2页(P23-24)【关键词】无线传感器;温室大棚;智能监控系统;ZigBee技术【作者】程倩【作者单位】江西工程学院，江西新余 338000【正文语种】中文随着现代农业的发展，智能化监控系统已经广泛应用于农业技术中。
基于无线传感器网络的大棚监控系统方案
《无线传感器网络》基于温湿度传感器物联网应用实时数据处理系别专业班级学号组次姓名指导教师评定成绩起止日期 2012年10月至2013年10月目录一绪论--------------------------------------------------------------------------1.1 研究背景-------------------------------------------------------------------------1.2 国外研究现状----------------------------------------------------------------1.3 项目研究容---------------------------------------------------------------------1.4 本文结构----------------------------------------------------------------------------二无线传感器网络简介---------------------------------------------------------------2.1 无线传感器网络简述-------------------------------------------------------------2.2 无线传感器网络的特点和挑战-------------------------------------------------2.3 无线传感器网络与传统网络的实时性研究比较----------------------------2.31 与有线网络比较-----------------------------------------------------------------2.32 环境传感器的简介2.4 实验仿真平台简介---------------------------------------------------------------2.5 本章小结---------------------------------------------------------------------------三 CSMA/CA和ZIGBEE四系统应用设计4.1．开发环境4.2．开发容4.3 . 网络括扑图4.4.数据采集4.6 tinyos系统控制4.8 TinyOS系统的工作原理4.9 组件模型4.10主动消息通信4.11. zigbeX Mote 设备套件以外的功能选项设备五 .开发容和传输机制5.1开发容5.2 数据传输机制5.3技术路线5.4传感器数据处理5.5 传感器节点烧录六．设置开发环境6.1 .数据采集与A/D转换电路6.2 .CC2420无线通信电路6.3 .CC2420无线通信电路6.4. zigbex 服务器（HBE—EMPOS II）6.5 .针对zigbex的应用程序安装6.6 .TinyOS和Nesc6.7 .JAVA应用程序（tinyos的串行通信消息格式）6.8. 路由协议应用七 C#平台的数据采集7.17.27.3八系统调试与实地应用123九温度和湿度传感器控制123十总结与展望123主要符号表CW Contention Window 竞争窗口PQ Priority Queuing 优先级调度SD Slow CW Decrease CW 慢速递减算法AOB Asymptotically Optimal Backoff Algorithm 渐进最优退避算法BEB Binary Exponential Backoff 二进制指数退避MAC Media Access Control 介质访问控制QoS Quality of Service 服务质量SBA Sense Backoff Algorithm 感知退避算法DSCR Dual Stage Contention Resolution 双重状态的竞争策略EIED Exponential Increase Exponential Decrease 指数增加指数递减FCFS First Come First Service 先进先服务MILD Multiplicative Increase Linear Decrease 倍数增加线性递减MIMD Multiplicative Increase Multiplicative Decrease 倍数增加倍数递减NSAD New Self-Adaptive DCF 新自适应 DCFREBS Residual Energy Based tree Splitting 基于剩余能量的树形分裂算法P-MAC Priority-based Fair MAC 基于优先级的公平MAC 协议CSMA/CA Carrier Sense Multiple Access 冲突避免的载波侦听/Collision Avoided 多路访问协议LMILD Linear/Multiplicative Increase Linear Decrease 线性倍数增加线性递减一绪论随着计算机应用的推广，以计算机技术为代表的信息技术对人类社会已经产生了深刻的影响。
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基于无线传感网络的温室大棚智能监控系统摘要：针对传统人工采集费时费力和有线监控布线复杂、维护困难的局限性，将传感器与ZigBee无线网络技术相结合，提出了无线传感网络的智能温室大棚监控系统的设计方案。
该系统利用ZigBee技术实现对采集数据及信息的无线收发，通过公共网关接口CGI将数据和控制信息传送到互联网。
操作人员可从远距离的PC机上实时查看数据、实施控制，从而实现了真正意义的远程监控。
关键词：ZigBee；无线网络；传感器；温室控制；CGI温室控制技术随着温室农业的发展应运而生，传统的人工检测和控制方法费时费力，计算机的采用代表着它发展的逐步成熟；有线传输面临着布线复杂、维护和更新升级困难，而无线传感网络技术的诞生给它带来了一场全新的革命。
本文提出了一种基于ZigBee无线网络技术的智能温室大棚监控系统设计方案，通过对影响植物生长的光照、湿度、温度等几个重要因素进行实时的智能化监测和控制，同时还可以通过手机短信通知农户。
文中重点介绍了基于ZStack的应用程序开发，实现了对温室内多种信息的远程监测、处理和控制。
1 ZigBee无线网络技术ZigBee是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术【l】。
它是建立在IEEE 802．15．4t2I标准之上的，IEEE规定了ZigBee的物理层和媒体接入控制层，网络层、应用支持子层和高层应用规范由ZigBee联盟制定。
ZigBee协议规定了三个可用频段868MHz、915MHz和2．4GHz，分别提供1个、10个和16个共计27个信道。
其中2．4 GHz为全球通用频段，传输速率达250 kb／st 31。
2系统总体设计2．1系统结构以自动控制原理为理论基础，应用传感器与执行器件构成闭环控制系统。
传感器节点配有传感器感知植物的生长环境，控制节点配有执行器件控制执行器件改善植物生长环境。
传感器节点与控制节点相互配合，共同为植物提供适宜的生长环境。
本系统由无线传感器网络、网关和主控中心组成。
无线传感器网络是物联网的神经末梢，负责感知环境的变化，并将数据通过网关传输到互联网。
系统结构如图1所示。
2．2网关系统结构网关是互联网与无线传感器网络之间的数据通信桥梁。
本方案提供了三种网关接入方式：本地访问、手机访问和互联网访问。
网关系统结构如图2所示。
2．3传感器网络结构ZigBee网络存在三种逻辑设备类型，即协调器、路由器、终端设备，并且在一个ZigBee网络中有且只有一个协调器。
当协调器被激活后．它就会建立一个自己的网络。
本方案采用的是星型网络，在星型网络结构中有一个唯一的PAN主协调器．通过选择一个PAN标识符确保网络的唯一性。
路由或终端都可以加人到这个网络中来。
系统的传感器网络结构如图3所示。
功能模块如图4所示。
RF的输入，输出是高阻和差动的，用于RF口最合适的差动负载是(115+180n)。
当使用不平衡天线时为了优化性能，应当使用不平衡变压器。
由于CC2430的工作电雎为3．3V，所以要用电压转换模块把5 V降到3．3V。
CC2430可以同时接32MHz和32．768 kHz的两种频率的晶振电路．以满足不同的要求。
串口模块用于调器将无线接收的数据信息传送给网关，同时传送过来的控制命令。
LED指示灯用于显示网络连接状态。
3．2传感器节点硬件设计无线传感器节点由各种数据采集模块、CC2430数据传输模块、电源模块和外部数据存储等功能模块组成，功能模块如图5所示。
数据采集模块负责采集监测区域的温度、湿度、光照强度等信息并完成数据转换；CC2430数据传输模块负责与路由节点进行无线数据交换、传输采集数据、接收控制命令。
外部数据存储模块用来保存传感器节点采集的数据。
电源管理模块采用两节5号干电池。
LED指示灯显示加入或退出网络的状态。
用程序开发；主控中心Web应用程序开发本文着重实现基于Z—Stack的应用程序开发。
4．1 ZigBee协议栈．ZigBee协议栈由一组子层构成，每一层向它的上层提供数据和管理服务，分别为物理层(PHY)、媒体访问控制层(MAC)、网络层(NWK)和应用层(ADL)，应用层又分为：应用支持子层(APS)、ZigBee设备对象(ZDO)和由制造商制定的应用对象【2'4。
5】。
实际开发中根据需要将协议栈的层次又做了细化。
Z—Stack中的硬件抽象层HAL 提供各种硬件模块的驱动，基于HAL之上是操作系统抽象层OSAL。
OSAL实现了一个易用的操作系统平台，以实现多任务为核心的系统资源管理机制。
Z—Stack 采用操作系统的思想来构建，采用事件轮循机制，当各个层初始化完成后，系统将会进入低功耗模式，当有事件发生时，系统立刻被唤醒，并转而进入中断处理事件，处理完成后再次进入低功耗模式，减少功耗。
OSAL把优先级放在了最重要的地位。
当在处理的任务中有两个以上事件待处理，处理完一件后，也要去查询优先级更高的任务。
赋予优先级高的任务最大的权利，尽可能保证高优先级任务的每一个事件都能得到最及时的处理。
4．2无线传感网软件平台搭建操作系统是通过调度各项任务来使整个系统协调运作起来的。
对不同类型设备的处理作为一个任务，把新建的任务添加到系统中，操作系统便会把新任务与协议栈融合到一起，使系统具备新的功能，即完成了无线传感器网络软件平台的搭建。
(1)建立任务：任务初始化函数的建立任务初始化函数要做两件事，首先是为任务获取系统分配的任务ID，最后是初始化运行任务所需的硬件资源及变量。
任务初始化函数的格式为：XXX—Init(unsignedchar task—id)(XXX_TaskID=task—id；初始化任务运行所需的硬件资源及变量。
1其中“XXX”表示任务的名称。
“XXX_TaskID”是用户自己定义的变量，用于存储任ID号。
(2)建立任务：任务事件处理函数的建立对模块的各种外部变化操作系统以事件的方式来处理，不同的宏定义代表不同事件，比如：KEY—CHANGE为按键事件；ZDO—STATE—CHANGE为网络状态变化事件；AF_INCOMING_MSG_CMD表示接收到其他节点发送来的数据，该事件为无线处理的重要事件。
任务事件处理函数原型为：uintl6 Sample—ProcessEv—ent(uint8 task—id，uintl6 events)；形参task —id为任务ID号，events为事件代号。
f3)添加任务所有的任务添加都是在应用层App／OSAL_Sam—pleApp．C中通过osalTaskAdd()函数添加一个OSAL任务，函数原型为：void osalTaskAdd(const pTasklnitFn pfninit，constpTaskEventHandlerFn pfnEventProcessor，const byte taskPriority)参数1：pfnlnit(指向任务初始化函数的指针)；参数2：pfnEventProcessor(指向任务事件处理函数的指针)；参数3：taskPriority(任务优先级)。
4．3 ZigBee网络通信设置与组网4．3．1网络通信设置在Tools／f8wConfig．cfg配置文件中定义了工程相关的网络通信设置。
其中比较重要的是ZigBee通信相关的信道通道的设置和PAN ID的设置。
用户可以通过更改该文件中的相关定义来控制ZigBee网络的通道和PANID，以此来解决多个ZigBee网络的冲突问题。
信道是数据在物理层传输时使用的通道；PIN ID为ZigBee网络的标示符，用来区别不同的网络。
除此之外，在启动网络前还需要修改模块的物理地址。
在ZigBee网络中，无论是协调器还是路由器或终端节点，每个模块都有自己唯一的64位物理地址。
物理地址的修改有两种方式，一种是通过Zmain／Zmain．C中的zmain—ext_addr()函数设置；另一种是使用ChipconFlashPro，grammer软件。
默认地址0xFF FF FF FF FF FF FF FF为无效的，除此之外都是有效的，且保证在网络中的唯一性即可。
4．3．2网络组建(1)协调器格式化网络协调器将扫描DEFAULT-CHANLIST指定的通道，最后在其中之一上形成网络。
如果ZDAPtCONFIG_PAN—ID被定义为0xFFFF，则协调器将根据自身的IEEE地址建立一个随机的PAN ID。
如果ZDAPP_CONFIG_P'AN_ID没有被定义为0xFFFF，则协调器建立网络的PAN ID将由ZDAPP_CONFIG_PAN—ID指定，通常这个值介于0～Ox3FFF。
(2)路由器和终端设备加入网络路由器和终端设备启动后，将扫描DEFAULT_CHAN．LIST指定的频道。
如果ZDAPP_CONFIG PAN—ID没有被定义为0xFFFF，则路由器或终端将强制加入ZDAPP_CON．FIG_PAN—ID定义的网络。
反之随机加入网络。
4．4数据传输本系统中涉及的数据传输方式有两种：无线收发和串口收发。
其中节点向协调器发送采集信息、协调器向控制节点发送控制信息是通过无线收发实现的；协调器将采集信息传送给网关、网关向协调器发送控制命令是通过串口收发实现的。
4．4．1无线数据收发(1)无线发送系统中采用短地址方式发送数据，数据以帧格式传输。
在发送前按照协议规定的帧形式构建数据帧，然后调用无线发送函数。
函数原型为：uint8 SendData(uint88buf，uintl6 addr，uint8 Leng)；buf为发送数据指针；addr 为目的地址；Leng发送数据长度。
(2)无线接收对于无线接收并没有像发送一样单独地处理函数，而是在任务处理函数中通过处理无线接收数据事件来完成处理的，具体函数如下：uintl6 SampleApp_ProcessEvent(uint8 task—id，uintl6events){switch(MSGpkt->hdr．event){caseAF_INCOMING_MSG_CMD：SampleApp—Message(MSGpkt)；break；))其中AF_INCOMING_MSG_CMD为无线接收事件宏定义，SampleApp—MessageMSGCB 0函数为具体接收事件的处理函数。
4．4．2串口数据收发系统中所用的串口为无线芯片CC2430自带资源，通过自定义串口收发函数来使用该资源，从而实现网关与协调器节点数据传输。
串口发送函数原型为：voidUartTX_Send_String(char 4Data，int len)；串口接收函数原型为：charUartRX—Receive_Char(void)；伴随着物联网概念的普及，基于ZigBee的无线传感器网络技术得到越来越广泛的应用。