基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的溫室大棚監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

1、    基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的溫室大棚監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用    趙嘉偉+呂俐衡+沈洪吉+張杰摘要：我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的溫室大棚監(jiān)測(cè)系統(tǒng)既可以節(jié)省人力、物力、財(cái)力，又可以高效高質(zhì)量地促進(jìn)生產(chǎn)。因此，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的溫室大棚監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的開發(fā)變得越來越有意義。本文介紹的溫室大棚監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用zigbee無線傳輸網(wǎng)絡(luò)，將溫濕度、氣體等傳感器采集的實(shí)時(shí)信息傳送到上位機(jī)和手機(jī)app上，這樣溫濕度、氣體等信息就可方便快捷地同時(shí)顯示到電腦和手機(jī)上。關(guān)鍵詞：溫室大棚；物聯(lián)網(wǎng)；監(jiān)測(cè)；傳感器： s6

2、25；tp277 ： a doi編號(hào)： 10.14025/ki.jlny.2017.13.001隨著科技的發(fā)展，人們對(duì)生活工具的要求也越來越高，希望各類生活工具都變得更加快捷。我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式不僅需要大量的人力去觀察農(nóng)作物的生長(zhǎng)，而且影響農(nóng)作物生長(zhǎng)的各環(huán)節(jié)，也需要農(nóng)民靠自己的經(jīng)驗(yàn)去感知，這非常不利于我國(guó)農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展1。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的溫室大棚監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以很好地解決傳統(tǒng)生產(chǎn)模式的弊端2。本文所介紹的溫室大棚監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，利用cc2530單片機(jī)對(duì)傳感器采集到的各類信息進(jìn)行處理，通過zigbee無線通信技術(shù)形成一個(gè)可監(jiān)測(cè)溫室大棚的溫度、濕度、氣體等

3、參數(shù)的星型的無線傳感網(wǎng)絡(luò)。1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的溫室大棚監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是由一個(gè)協(xié)調(diào)器（zigbee中心節(jié)點(diǎn)）和4個(gè)終端節(jié)點(diǎn)（zigbee終端節(jié)點(diǎn)）構(gòu)成。協(xié)調(diào)器的作用是將連接終端節(jié)點(diǎn)的溫度傳感器、濕度傳感器等采集到的信息，傳輸給上位機(jī)和手機(jī)app3。本系統(tǒng)的上位機(jī)和手機(jī)app都可以隨時(shí)查看溫室大棚的實(shí)時(shí)信息，并遠(yuǎn)程控制溫室大棚。具體工作原理是監(jiān)測(cè)系統(tǒng)電源開關(guān)打開后，傳感器先采集溫室大棚的溫度、濕度等信息給zigbee終端，zigbee終端通過無線網(wǎng)將信息傳送給zigbee協(xié)調(diào)器，進(jìn)而再傳送給上位機(jī)和手機(jī)app4。根據(jù)環(huán)境要求的不同，通過鍵盤設(shè)定各類溫室大棚監(jiān)測(cè)信息的最高值，上位機(jī)和手機(jī)app通過

4、與輸入設(shè)定值進(jìn)行比較，控制協(xié)調(diào)器驅(qū)動(dòng)蜂鳴器報(bào)警。2系統(tǒng)構(gòu)成本系統(tǒng)主要由cc2530單片機(jī)構(gòu)成主控部分，進(jìn)行信息處理、外部指令接受、控制信號(hào)形成和信息記錄等功能。本系統(tǒng)中土壤濕度傳感器類型為dht11，空氣溫濕度傳感器類型為ds18b20，二氧化碳傳感器類型為m-q2。zigbee終端節(jié)點(diǎn)會(huì)不時(shí)讀取各個(gè)傳感器采集的信息（模擬信號(hào)），并將各類模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)反饋給zigbee協(xié)調(diào)器。zigbee協(xié)調(diào)器和上位機(jī)通過串口rs232進(jìn)行通信，上位機(jī)和手機(jī)通過路由器wife通信，只要上位機(jī)和手機(jī)在同一個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)，當(dāng)上位機(jī)打開管理系統(tǒng)、串口和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，手機(jī)上的app就可以連接上zigbee終端，這樣傳

5、感器采集的各類信息就可以同時(shí)在手機(jī)和上位機(jī)上顯示5。3系統(tǒng)測(cè)試3.1 上位機(jī)信息采集測(cè)試溫室大棚各類信息通過zigbee終端節(jié)點(diǎn)到達(dá)zigbee協(xié)調(diào)器后，經(jīng)過串口rs232把各類信息的數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)中，在上位機(jī)中進(jìn)行顯示、保存和處理，然后上位機(jī)再將處理后的數(shù)據(jù)傳輸給手機(jī)用戶app軟件上。其中，上位機(jī)中一個(gè)終端的顯示信息，如圖1所示。3.2手機(jī)app軟件信息采集測(cè)試手機(jī)app通過藍(lán)牙方式接受上位機(jī)的數(shù)據(jù)，最終各類信息也可以在用戶app軟件上同時(shí)顯示，顯示信息如圖2所示。4結(jié)語(yǔ)隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，使得基于zigbee的溫室大棚監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究非常具有實(shí)用價(jià)值和研究?jī)r(jià)值，基于zigbee的溫室大棚監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一方面節(jié)省了人力物力財(cái)力，另一方面可提高農(nóng)業(yè)溫室大棚的收益和效率，加快現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展，提高人們的生活質(zhì)量。參考文獻(xiàn)1孟慶海.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的溫室大棚監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)d.天津大學(xué)，2014.2郭青，薛亮.基于zigbee和android的環(huán)境監(jiān)控app的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)j.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016，（08）.3黃鴻鋒.基于zigbee技術(shù)的農(nóng)作物溫室大棚監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)d.電子科技大學(xué)，2011.4胡培金，江挺，趙燕東.基于zigbee無線網(wǎng)絡(luò)的土壤墑情監(jiān)控系統(tǒng)j.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)， 201