基于ZigBee技術(shù)的溫室環(huán)境節(jié)能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究.pdf

1、溫室技術(shù)是一種高密集型的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，其核心技術(shù)特點(diǎn)是對(duì)溫室溫度、濕度等關(guān)鍵環(huán)境信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并采取一定措施對(duì)這些環(huán)境變量做出相應(yīng)調(diào)控，使植物生長(zhǎng)在最佳的環(huán)境條件下。相對(duì)于普通戶外種植，溫室技術(shù)能夠有效地提高農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)量。近年來(lái)，國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議提出了加快推進(jìn)實(shí)施“中國(guó)制造2025”的號(hào)召，將以溫室技術(shù)為主的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)作為推進(jìn)農(nóng)業(yè)自動(dòng)化發(fā)展的重中之重，然而傳統(tǒng)的溫室監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一般采用有線連接的方式布置，存在著布線難度大、成本高、維護(hù)不便

2、以及功耗高等問(wèn)題，大大限制了溫室技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。在這一前提和背景下，為改善傳統(tǒng)的溫室監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，本文設(shè)計(jì)了基于ZigBee節(jié)能技術(shù)的溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
　　本文的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　（1）對(duì)溫室監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的需求以及 ZigBee技術(shù)的適用性進(jìn)行了分析，提出了一種基于ZigBee節(jié)能技術(shù)的溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。
　　（2）設(shè)計(jì)了溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件。硬件包括協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)和傳感器節(jié)點(diǎn)兩大部分，它們選擇了TI公司的射頻

3、芯片CC2530作為射頻控制模塊芯片。其中傳感器節(jié)點(diǎn)為了采集溫室土壤溫濕度、空氣溫濕度、光照強(qiáng)度、CO2濃度，構(gòu)建了傳感器模塊并設(shè)計(jì)了電路；為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能，選用了三級(jí)管作為電路節(jié)能開(kāi)關(guān)并設(shè)計(jì)了節(jié)能開(kāi)關(guān)電路；為了滿足不同模塊的供電需求，選取了電源轉(zhuǎn)換芯片并設(shè)計(jì)了供電電路。協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)為了了解節(jié)點(diǎn)加入情況，選定了液晶顯示屏并對(duì)其設(shè)計(jì)了外圍電路。
　?。?）設(shè)計(jì)了溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的軟件。系統(tǒng)選用了Z-Stack作為軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，選取了IAR

4、 Embeded Workbench作為軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境。為協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)了工作流程、控制命令幀格式、顯示程序以及與上位機(jī)通訊程序。為傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)了傳感器節(jié)點(diǎn)的工作流程、無(wú)線數(shù)據(jù)幀格式。為了完成數(shù)據(jù)采集，設(shè)計(jì)了傳感器數(shù)據(jù)采集程序；為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能，設(shè)計(jì)了節(jié)能的數(shù)據(jù)采集策略以及傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)入休眠的程序。
　?。?）測(cè)試了系統(tǒng)性能。在上述設(shè)計(jì)研究完成以后，在我校某溫室進(jìn)行了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)地布置，通過(guò)系統(tǒng)采集了一個(gè)時(shí)間段的數(shù)據(jù)，以測(cè)試系統(tǒng)對(duì)溫室