基于ZigBee技术的温室大棚智能监控系统
基于ZigBee的无线农业大棚监控系统方案
一、项目背景近年来，温室大棚种植为提高人们的生活水平带来极大的便利，得到了迅速的推浓度等环境因子对作物的生广和应用。
种植环境中的温度、湿度、光照度、CO2产有很大的影响。
传统的人工控制方式难以达到科学合理种植的要求，目前国内可以实现上述环境因子自动监控的系统还不多见，而引进国外具有多功能的大型连栋温室控制系统价格昂贵，不适合国情。
针对目前大棚发展的趋势，提出了一种大棚智能监控系统的设计。
根据大棚智能监控的特殊性，需要传输大棚现场参数给管理者，并把管理者的命令下发到现场执行设备，同时又要使上级部门可随时通过互连网或者手机信息了解区域大棚的实时状况。
基于GPRS的智能大棚监控系统使这些成为可能二、项目分析2.1 系统组成2.1.1大棚现场采集控制终端大棚现场采集控制终端负责24小时采集温室内温度、湿度、光照、土壤温度、土壤湿度、CO2浓度、叶面湿度、露点温度等环境参数。
2.1.2无线传输设备前端采用四信F8914 ZigBee模块，通过232/485（端子接口）和采集器相连接，Zigbee作为一种无线连接,可工作在2. 14 GHz(全球流行) 、868 MHz (欧洲流行)和915 MHz (美国流行) 3个频段上,分别具有最高至250 kbit/ s、20 kbit/ s、40 kbit/ s的传输速率。
该型号设备一般为终端节点，完成信息的发送和接收。
实物如图1ZigBee中心节点采用四信F8114 ZigBee+GPRS模块，中心节点收到的数据可以通过串口直接是输出到服务器上（前端与服务器的距离较近）；还可有通过GPRS 把其收到的数据发送的远端的服务器上，GPRS部分采用国际标准TCP/IP通信协议，且两种方式都是实现数据透明传输功能。
省去了每个终端的GPRS模块，只需要中心节点一个，节约了成本。
实物如图22.1.3数据管理中心数据中心对现场实时采集的温室内温度、湿度、光照、土壤温度、土壤湿度、CO2浓度、叶面湿度、露点温度等环境参数进行分析处理，不仅进行完成的统计做出相应的统计报表，并做出趋势分析，且以直观的图表和曲线的方式显示给用户，并根据种植作物的需求提供各种声光报警信息。
基于ZigBee技术的农业温室大棚监控及智能控制方案(优.选)
基于ZigBee技术的农业温室大棚监控及智能控制方案一概述“物联网”被称为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮。
业内专家认为，物联网一方面可以提高经济效益，大大节约成本；另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。
目前，美国、欧盟、中国等都在投入巨资深入研究探索物联网。
我国也正在高度重视物联网的研究，工业和信息化部会同有关部门，在新一代信息技术方面正在开展研究，以形成支持新一代信息技术发展的政策措施。
智能控制是为了达到节能、舒适、便利的目的，要求对市政、家庭、农业等的智能控制和监视制定细致的策略和方案。
但是，传统的智能控制系统由于很多因素的制约，很难达到要求。
为了解决这些问题，业界尝试了很多办法，但基本上都属于封闭式的，多采用私有协议，彼此间难以互通，导致结构不透明，灵活性、扩充性不佳。
从长远看，智能控制系统的发展趋势是走向开放，尤其是智能控制与互联网的融合是其中一个重要发展趋势。
智能农业控制通过实时采集农业大棚内温度、湿度信号以及光照、土壤温度、土壤水分等环境参数，自动开启或者关闭指定设备。
可以根据用户需求，随时进行处理，为农业生态信息自动监测、对设施进行自动控制和智能化管理提供科学依据。
大棚监控及智能控制解决方案是通过光照、温度、湿度等无线传感器，对农作物温室内的温度，湿度信号以及光照、土壤温度、土壤含水量、CO浓度等环境参数进行实时采集，自动开启或者关闭指定设备(如远程控制浇灌、开关卷帘等)。
二项目需求在每个智能农业大棚内部署空气温湿度传感器2只，用来监测大棚内空气温度、空气湿度参数；每个农业大棚内部署土壤温度传感器2只、土壤湿度传感器2只、光照度传感器2只，用来监测大棚内土壤温度、土壤水分、光照度等参数。
所有传感器一律采用直流24V电源供电，大棚内仅需提供交流220V市电即可。
每个农业大棚园区部署1套采集传输设备（包含中心节点、无线3G路由器、无线3G网卡等），用来传输园区内各农业大棚的传感器数据、设备控制指令数据等到internet上与平台服务器交互。
基于ZigBee技术的温室智能监控系统
基于ZigBee技术的温室智能监控系统基于ZigBee技术的温室智能监控系统随着人们对农业生产效率和环境监控要求的不断提高，传统的温室种植方式已经无法满足市场的需求。
为了提高温室种植的生产效率和监控环境的精确度，基于ZigBee技术的温室智能监控系统应运而生。
本篇文章将介绍这一系统的原理、优点和发展前景。
一、ZigBee技术的介绍ZigBee是一种低功耗、短距离、低速率的无线通信技术，它采用了IEEE 802.15.4标准，适用于家庭自动化、工业监控等多种应用场景。
与其他无线通信技术相比，ZigBee具有低功耗、低成本、低复杂度等优点，非常适合于温室种植环境监控。
二、温室智能监控系统的原理基于ZigBee技术的温室智能监控系统主要包括传感器节点、数据采集节点和控制节点三个部分。
传感器节点通过测量温度、湿度、光照强度等环境参数，并将数据通过ZigBee协议传输给数据采集节点。
传感器节点具有低功耗、低成本的特点，可以布置在大面积的温室内，实现对环境参数的实时监测。
数据采集节点是系统的核心组成部分，它接收传感器节点传来的数据，并将其存储在数据库中。
数据采集节点还可以进行数据分析和处理，例如判断是否需要进行喷灌、通风等调节措施。
同时，数据采集节点通过ZigBee技术与控制节点进行无线通信，实现对温室环境的实时控制。
控制节点可以根据采集的数据，通过控制温室内的设备实现温度、湿度等环境参数的调节。
例如，当温度过高时，控制节点可以启动风机进行降温。
控制节点也可以通过ZigBee技术与外部设备（如手机、电脑）进行远程通信，实现远程监控和控制。
三、基于ZigBee技术的温室智能监控系统的优点1. 低功耗：ZigBee技术采用了低功耗的设计，传感器节点的电池寿命长，减少了更换电池的频率。
2. 低成本：ZigBee技术的节点成本低，易于扩展和维护。
3. 高稳定性：ZigBee技术采用了自组织网络，在节点失效时可以自动转移数据传输路径，提高了系统的可靠性和稳定性。
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。
基于紫金桥和ZIGBEE的温室大棚监控解决方案
基于紫金桥和ZIGBEE的温室大棚监控解决方案随着近年来我国居民的物质生活的改善，温室大棚日渐普及，然而在传统领域里温室大棚的自动化程度极低，最起码的温湿度都是人为定时读数，通过读取温度值来知道大棚内的实际温度，然后根据现有温度与额定温度进行比较，看温度是否过高或过低，如果过高，就对大棚进行降温处理，如果过低就升温，就对大棚进行升温。
这些操作都是在人工情况下进行的，这些都浪费了大量的人力物力，对于大棚数量很多来说，是面临的一个难题。
现在，随着农业产业规模的不断提高，农产品在大棚中培育的品种越来越多，对于数量较多的大棚，传统的温度控制措施就显现出很大的局限性。
针对于此紫金桥软件公司提出了基于紫金桥软件和ZIGBEE技术的温室大棚监控系统，实现对大棚温湿度的实时监控，异常情况及时报警。
针对某有机农业开发中心现有的情况，紫金桥软件提出基于紫金桥软件和ZIGBEE的温室大棚监控解决方案。
系统说明此类方案的通信方式有多种，可以采用有线方式（例如串口，以太网等），无线方式。
无线方式包括数传电台，GPRS/CDMA网络，ZIGBEE无线传输等。
根据该有机农业开发中心实际情况（距离小，大棚众多），我们建议客户采用ZigBee无线收发设备来传输数据，通过模块采集温度传感器等信号，经由ZigBee射频收发模块传输数据，实现对大棚温湿度的控制，与其他无线技术相比，本方案具有低功耗、低成本和网络容量大等特点。
ZIGBEE的优势Zigbee是一种高可靠的无线数传网络，类似于CDMA和GSM网络。
Zigbee数传模块类似于移动网络基站。
通讯距离从标准的75米到几百米、几公里，并且支持无限扩展。
在整个网络范围内，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75米无限扩展。
使用ZIGBEE具有低功耗、低成本、短时延、高容量、高安全和免执照频段几大特点，特别适合此类距离较近，节点较多的网络。
系统功能中心控制服务器（紫金桥）主要完成以下功能：1、数据采集：对该中心各大棚进行实时数据采集．对温度，湿度等信息实时监控。
基于Zigbee无线通信技术的智能农业温室监测系统
基于Zigbee无线通信技术的智能农业温室监测系统摘要本文基于Zigbee无线通信技术，设计并研究了一种智能农业温室监测系统。
该系统采用传感器对温室内的环境数据进行采集，并通过Zigbee无线通信技术将数据传输至控制中心，实现对温室环境数据的实时监测与控制。
本文对该系统的硬件和软件进行了详细的设计和实现，并进行了实验验证。
实验结果表明，该系统具有稳定可靠、实时性好、易于安装和维护等特点，能够为农业生产提供重要的技术支持。
关键词：Zigbee；智能农业；温室监测；无线通信技术；传感器；控制中心AbstractBased on the Zigbee wireless communication technology, this paper designs and researches an intelligent agriculture greenhouse monitoring system. The system uses sensors to collect environmental data inside the greenhouse, and transmits the data to the control center through Zigbee wireless communication technology, realizing real-time monitoring and control of the greenhouse environment data. This paper elaborates on the hardware and software design and implementation of the system, and conducts experimental verification. The experimental results show that the system is stable and reliable, has good real-time performance, and is easy to install and maintain, which can provide important technical support for agricultural production.Keywords: Zigbee; intelligent agriculture; greenhouse monitoring; wireless communication technology; sensors; control center第一章绪论1.1 研究背景和意义随着农业现代化的不断推进，智能化农业已经成为当今世界农业发展的主要趋势之一。
基于ZigBee技术的无线大棚温湿监控系统
基于ZigBee技术的无线大棚温湿监控系统，大棚养殖逐渐呈现大规模、集团化的特点，因此无人值守的大规模大棚自动温湿监控系统具有较高的实际应用价值。
该系统采用ZigBee 无线收发设备传输数据，无需专门架线，系统结构简单，节省了人力物力，通过ZigBee射频收发模块可读取各大棚的数据，并实现对大棚温湿度的控制，实现真正意义上的无人值守，与普通无线技术相比，还具有低功耗、低成本和网络容量大等特点，该系统由中心控制单元和大棚温湿监控终端组成。
1 ZigBee 技术简介ZigBee 是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术。
它主要工作在无须注册的2.4 GHz ISM 频段，传输范围在10～75 m，典型距离为30 m。
ZigBee 的基础是IEEE 802.15.4，这是IEEE 无线个人区域网工作组的一项标准，被称作IEEE 802.15.4(ZigBee)技术标准。
ZigBee 技术的主要优点包括以下几个部分：功耗低由于ZigBee 的传输速率低，只有10～250 kB／s，发射功率仅为1 mW，而且采用了休眠模式，功耗低。
根据ZigBee 联盟的估算，两节普通5 号干电池可使用六个月到两年。
成本低模块的初始成本估计在6 美元左右，很快就能降到1.5～2.5 美元之间，且ZigBee 协议是免专利费的。
网络容量大一个ZigBee 网络可以容纳最多254 个从设备和一个主设备，一个区域内可以同时存在最多100 个ZigBee 网络。
时延短针对时延敏感的应用做了优化，通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短。
设备搜索时延典型值为30 ms，休眠激活时延典型值是15 ms，活动设备信道接人时延为15 ms。
基于Zigbee技术的温室大棚监控
基于Zigbee技术的温室大棚监控
近年来在国内外的市场上出现了众多采用GPRS技术的温室大棚监控设备，该技术和设备具有传输信息量大、可远程操控及具有较高的可靠性，但其设备造价和通信费都较高，因而很难得到广泛推广。
因此笔者开发了一种基于Zigbee技术的温室大棚监控系统，该系统具有低功耗、低成本、高可靠性、低复杂度、安装维护简单和扩展性强等优点，为温室大棚监控系统的推广提供了一个不可多得的平台。
1 Zigbee无线通信技术系统结构
Zigbee是符合IEEE 802.15.4标准的新兴无线网络通信协议，其发起组织Zigbee联盟于2004年底发布了最早的1.0版本规范，之后相继推出了Zigbee2006和Zigbee PRO两个升级版本。
有关Zigbee的产品还大多处于研究阶段，但鉴于其众多的优点，相信不久，基于Zigbee技术的产品将会得到迅速普及应用。
基于cc2530zigbee无线传感网络的温室大棚监控系统
基于CC2530DE ZIGBIEE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。
Zigbee低功耗温室大棚智能监控系统应用方案(DOC)
Zigbee低功耗温室大棚智能监控系统应用方案目录一、方案概述 (1)二、温室大棚监控系统现状 (2)1. 手动控制 (2)2. 控制不灵活 (3)3. 布线麻烦 (3)三、系统实现方案 (3)四、系统优势 (5)1. 安装简单 (5)2. 远程监控 (6)3. 高度拓展性 (6)4. 维护方便 (6)一、方案概述我国是一个农业大国，提高单位面积的作物的产量、生产优质农产品是现阶段农业发展的迫切要求。
深圳信立科技认为温室大棚是一种可以改变植物生长环境，根据作物的生长的最佳生长条件，调节温室气候，能够避免外界四季变化和恶劣气候对其影响的场所，是实现高产、优质农业的一个重要的组成部分。
温室结构的建造标准是既能密封保温，又便于通风降温。
但是作物要实现高产、优质、仅仅靠温室保温是不行的，需要对农作物的生长环境进行多方位多点的精确采集和实时的控制。
与普通的温室大棚相比，数字化精准农业温室大棚不仅能够种植优质高产反季节作物，而且将电子、计算机、通信和自动化控制等技术引入到本领域中。
深圳信立科技有限公司数字化精准农业温室大棚系统，可以定量获取和分析农业环境的多种参数，实现对环境的多点检测，其检测目标可以是温度、湿度、光照、振动、压力、水/土壤空气成分等，通过zigbee无线通信把温室大棚的各种参数汇总到服务器，服务器再通过执行结构去调节大棚的温度、湿度等参数。
从而能对大棚内各个环境参数达到良好的检测，协调控制大棚的环境参数，使大棚内的环境条件能够适宜作物的成长，并能通过Web远程检测和控制温室大棚的环境参数。
二、温室大棚监控系统现状1. 手动控制与普通的温室大棚相比，数字化精准农业温室大棚不仅能够种植优质高产反季节作物，而且将电子、计算机、通信和自动化控制等技术引入到本领域中。
数字化精准农业温室大棚系统，可以定量获取和分析农业环境的多种参数，实现对环境的多点检测，其检测目标可以是温度、湿度、光照、振动、压力、水/土壤空气成分等，通过zigbee无线通信把温室大棚的各种参数汇总到服务器，服务器再通过执行结构去调节大棚的温度、湿度等参数。
基于ZigBee技术的温室大棚智能监控系统
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基于 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ技 术 的温 室大 棚 智 能 监控 系统
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（ 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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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ZigBee的农业大棚监测系统设计
基于ZigBee的农业大棚监测系统设计基于ZigBee的农业大棚监测系统设计1. 引言农业是国民经济的支柱产业之一，在农业生产过程中，大棚的应用已经成为提高农产品质量和产量的重要手段之一。
然而，由于大棚内环境参数的变化、病虫害的影响等因素，大棚的管理和监测变得尤为重要。
为了实现对农业大棚环境的实时监测，本文设计了一种基于ZigBee的农业大棚监测系统。
2. 系统架构和功能本文设计的基于ZigBee的农业大棚监测系统主要由传感器网络、数据采集和传输模块、数据处理和显示模块三部分组成。
2.1 传感器网络传感器网络是整个监测系统的基础，通过部署在大棚不同位置的传感器节点，采集大棚内各项环境参数，如温度、湿度、光照强度等，并将采集到的数据传输给数据采集和传输模块。
2.2 数据采集和传输模块数据采集和传输模块负责对传感器采集的数据进行处理和传输。
每个传感器节点都有一个单独的节点协调器，负责与传感器节点通信。
节点协调器通过ZigBee无线通信协议将采集到的数据传输给数据处理和显示模块。
2.3 数据处理和显示模块数据处理和显示模块接收传输过来的数据，并进行相关的数据处理。
系统支持多种数据显示方式，可以在监测站点上显示大棚内环境参数的实时数据，也可以通过互联网传输数据到服务器上，然后通过手机、电脑等终端设备进行远程监测和管控。
3. 系统设计与实现3.1 传感器节点设计传感器节点是整个系统的关键组成部分，针对大棚的不同环境参数，分别设计了温度传感器、湿度传感器、光照传感器等。
这些传感器节点通过ZigBee无线通信模块与节点协调器进行通信和数据传输。
3.2 数据采集和传输模块设计为了有效地采集和传输数据，系统采用了ZigBee无线通信协议。
每个传感器节点都有一个节点协调器，负责与传感器节点通信，将采集到的数据发送给数据处理和显示模块。
传感器节点与节点协调器之间的通信距离可达50米，可以满足大棚监测系统的需求。
3.3 数据处理和显示模块设计数据处理和显示模块接收传输过来的数据，并进行相关的数据处理和显示。
基于ZigBee无线传感器网络的温室大棚监控系统的开题报告
基于ZigBee无线传感器网络的温室大棚监控系统的开题报告1.项目背景随着人们对农村社区的重视和对绿色食品的需求不断增加，温室大棚种植逐渐成为一种重要的农业生产方式。
通过建立温室大棚来控制种植环境，可以提高作物产量和品质，同时减少土地利用和耕作的成本。
然而，温室大棚中的温度、湿度、光强等环境因素对作物生长的影响非常重要，因此需要实时监控和控制它们。
目前，传统的温室大棚监控系统通常采用有线传输方式，需要布置大量的传感器和电缆，成本较高，安装和维护不方便，同时也存在较大的地形限制。
为了克服这些问题，越来越多的人开始探索建立基于无线传感器网络的温室大棚监控系统。
这种系统不仅可以避免有线网络所带来的问题，还可以实现实时数据采集和远程监控，提高温室大棚的生产效率和管理水平。
2.项目目标本项目旨在建立一种基于ZigBee无线传感器网络的温室大棚监控系统，实现以下目标：（1）设计和制作无线传感器节点，能够实时采集温室大棚内的温度，湿度，光强等环境因素数据。
（2）建立ZigBee无线传感器网络，将传感器节点和网关连接起来，实现多节点数据采集和远程监控。
（3）开发Web和移动端应用程序，可以实时监控温室大棚内各种环境因素的变化，并根据监测结果进行远程控制。
（4）通过实验验证系统的可靠性和稳定性，优化系统性能，提高温室大棚的生产效率和管理水平。
3.项目技术方案（1）硬件设计本项目采用基于ZigBee协议的无线传感器节点进行数据采集和传输，主要硬件模块包括：①ZigBee无线模块：负责传感器节点之间的无线通信和数据传输。
②传感器模块：包括温度、湿度、光强等多种传感器，用于采集温室大棚内的环境信息。
③处理器模块：主要负责数据处理和存储，将采集的数据经过处理后发送给网关。
（2）无线传感器网络设计本项目采用ZigBee无线传感器网络进行数据传输和控制，它是一种低功耗、低数据传输速率、自组织的无线网络协议。
在传感器节点之间形成网状拓扑结构，可以实现节点之间的数据收发和中继，同时还可以扩展网络范围。
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。
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数据控制层主要实现为应用层提供服务接 口、 数据处理 、
数据访 问、 系统任务控制 等功能 。Ｗｅ ｂ服务器部 署的应用 主 要供 远程用 户使 用 ， 除部 署 Ｂ ／ Ｓ结构 的温 室 大棚 监控 系 统
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ｈ ｕ ｍ ｉ ｄ ｉ ｆ ｙ ｉ ｎ ｇ Ｃ ｌ ｏ ｓ ｅ （ ） 加湿关闭 ｈ ｏ ｔ ｕ ｐ Ｏ ｐ ｅ ｎ （ ） ｈ ｏ ｔ ｕ ｐ Ｃ ｌ ｏ ｓ ｅ （ ） 加热开启 加热关闭
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３ ． ３ 应 用软 件 设 计
方法名
ｍ ｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｒ Ｓ ｔ ａ ｒ ｔ （ ） ｍ ｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｒ Ｓ ｔ ｏ ｐ （ ）
ｂ ｌ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｏ ｐ ｅ ｎ （ ）
功能说 明
监控启动 监控停止
风机打开
方法名
ｄ ｅ ｖ ｉ ｃ ｅ Ｉ ｎ ｉ ｔ （ ）
功能说明
设备初始化
ｄ ｒ ａ ｗ ｈ ｕ ｍ ｉ ｄ ｔ ｙ Ｌ ｉ ｎ ｅ 湿度 曲线绘制
ｄ ｒ ａ ｗ Ｈ ｏ ｔ Ｌ ｉ ｎ ｅ 热度 曲线绘制
温室大棚智能监控平 台作为与用 户直接对话 的窗 口， 既
要实 现对温室 的实时控 制 ， 同时还要 向用户提供一 系列生产 管理 帮助 ， 因此其 主要功能模块包括环境参数实时监控 、 设备 控制 、 曲线分析、 报表统计、 数据查询 、 系统配置（ 图５ ） 。环境 参数实时监控 ： 通过演示 温室 内三维动 态画面及 二维平面 画 面， 用 户可在控 制室 内掌握温室 的实际生产情况并提供异 常
转发。 ３ 软件设计
３ ． １ 传 感 器 节 点 软件 设计
根据系统的总体设计 要求 ， Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ无线传 感器节点作 为 数据的采集节点 ， 负责将温 室大棚 内的温湿度传感器 、 光线强 度传感器 、 Ｃ Ｏ 传感器采集到的数 据发送到 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ数据汇聚 节点 （ 路 由协调节点 ） ， 然后通过 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ数据汇聚节点将数据 传送到 Ｄ Ｓ Ｐ控制平 台。Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ无线传感 器节 点的整体 设计
数据存储 数据删除 数据修改
图４ Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ无线传 感器节点汇聚节点流程
表 １ 数 据 控 制 层 主 要 方 法
外， 还部署供移 动客户端调用 的 Ｗｅ ｂ Ｓ ｅ ｒ ｖ ｉ ｃ ｅ 。控 制管理服 务
器一直运行后 台服务程序 ， 监听用户请求 ， 并处理请求给用户 响应 ， 包括数据处理 、 任务控制等功能。数据控制层软件设计 中封装的主要 方法如表 １ 所示。
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江苏农 业科学
２ ０ １ ３年第 ４ １卷第 １ ２期
块组成 （ 图２ ） 。电源供应模块 负责为终端节点相关器件提供 工作 电能。传感器模 块负 责采集 外部 湿度 、 温度 、 光 照 等信 息， 然后将其送往处理器模 块。外部设备 接 口模块 提供 对外 部设备进行管理控制 的通信接 Ｅ ｌ 。处理器模块 对信 息进行加 工处理后交给无线通信模块 ， 后者负责收发信息 。
足应用需要 。所 以在 Ｃ Ｃ ２ ４ ３ ０器件与天线 之间加一级接 口电 路 即无线收发模块 ， 用来放大接收和发送信息 的功率 ， 从而加 大数据传送 距离 。汇聚节 点 的硬 件结 构与终 端节 点硬 件
１ １ １ １ ３ Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ无线传感器节点终端节点流程
结构类似 ， 其主要 功能 包括采集 该点 的土壤 环境 信息 （ 如 温 度、 湿度 、 光照强度 ） 、 接受来 自其他节点 的信号 、 对信息进 行
ｂ ｌ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｃ ｌ ｏ ｓ ｅ （ ）
ｓ ｈ ａ ｄ ｉ ｎ ｇ Ｏ ｐ ｅ ｎ （ ） ｓ ｈ ａ ｄ ｉ ｎ ｇ Ｃ ｌ ｏ ｓ ｅ （ ）
风机关闭
遮 阳网打开 遮 阳网关闭
ｄ ｒ ａ ｗ Ｌ ｉ ｇ ｈ ｔ Ｌ ｉ ｎ ｅ 光照 曲线绘制
ａ ｌ ａ ｒ ｍ（ ） ｄ ｂ Ｓ ｔ ａ （ ） ｄ ｂ Ｑ ｕ ｅ ｒ ｙ （） 异常报警 数据统计 数据查询
图２ 传感器终端节点硬件结构
处理器模块选择 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 无线单 片机 Ｃ Ｃ ２ ４ ３ ０芯片 （ ， ｒ Ｉ 公
司） ， 该芯 片可 在 ２ ． ４ Ｇ Ｈ ｚ 频段工作 ， 采 用 低 电压 （ ２ ． ０～ ３ ． ６ Ｖ） 供电且功耗很低 （ 接收数据时为 ２ ７ ｍ Ａ， 发送数据时为 ２ ５ ｍＡ ） ， 最大传送 速率 为 ２ ５ ０ ｋ ｂ ／ ｓ 。测量发现 ， ２个网络节点 在空 旷地面的通信距 离是 １ ０～１ ０ ０ ｍ， 这 个距离有 时不能满