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基于 Zigbee 技术的温室大棚监测系统的研究
申玉宏
（呼伦贝尔学院物理与电子信息学院，内蒙古呼伦贝尔021008）
摘要：我国农业的发展逐步在信息技术发展的带动下转向智能化，在目前温室大相管理智能化追切需求的背录下，本文构建了一个基于ZigBee技术的温室大相监测系统。该系统利用ZigBee传感器节点采集数据，该设备集成了传感器和ZigBee无线单片机的功能，再通过控制管理层将数据提供给应用层的用户访问，这样用户可以利用移动终端对传感器采集到的温室环境各个数据(温度、湿度、光照、CO,浓度)进行实时监控。
关键词：ZigBee协议；传感器；无线通信 1概述
农业生产一直是我国第一大支柱产业，目前
农业生产已经从租放型传统农业发展到目前应用现代化技术的农业模式。当前温室大期是应用现代化技术耕种的主要方式之一，是促进农产品高产、优质最重要的基础设施。而温室大棚的环境(如温度、湿度、CO,浓度等指标)是衡量农作物是否能够健康生长的必要条件。随着科学技术的发展，现有的温室大期监测技术已不能满足智能化的需求,因此,本文基于Zighee无线通讯技术， Web技术、传感器网络技术构建一个简易的温室大棚实时监测系统，将温室大棚的各个环境指标传输到终端，让工作人员实时的掌握大棚的环境情况。
2Zigbee无线通信技术概述
Zighee是一种新兴的短距离无线通信技术。它是建立在IEEE80215.4协议标准上产生的其特点是价格低、功耗低、数据速率低。随着Zigbee 技术的发展,其应用领域也越来越广泛，目前应用于智能照明系统、智能化农业和智能家居等场合。
PC
Intemet E
Web服务器
回色
Kdro 智能手机
控制营率服务器大
Las
数据库服务器温摄
图1温室大棚监测系统3层体系结构
Zighee协议作用于物理层、数据链路层、网络层和应用层。主要通过 SAP实现各层之间的连接各层之间具有唯一的SAP接口，上层通过通信原语调用下层的服务，上层对下层进行的相关原语保证了数据在设备内部不同层之间传输的可靠性和透明性。
3温室大棚监测系统的设计 3.1总体结构
本文设计的温室大棚监测系统共有三层结构组成如图1所示，自下而上包括ZgBee无线传感器网络层、数据控制层和应用层。最下面一层是由ZgBe传感器终端节点、汇聚节点组成的无线传感器网络层，它负责采集温室大拥中环境的各个参数，并将采集到的数据发送到汇聚节点，然后通过无线网络设备传输给中间层，即数据控制层，由图1可知，数据控制层由Web服务器、控制管理服务器和数据库服务器组成。3.1.1Web服务器：是用于发布B/S架构的应用程序和提供各个移动终赠设备访间的 Web服务。用户通过测览器输入网址登录Web站点访间Web服务器该程序自动获取数据库服务器中的数据对数据进行实时显示、查询、下载和分析等操作。3.1.2控制管理服务器控制服务的进程.负责收集传感器传来的数据.调控温室大棚的环境状态、提供供远程调用的接口，并负责将收集到的数据传给数据库服务器存储。313数据库服务器：采用装有 Windows操作系统的MiesoftSQLServer2008数据库，该数据库能够存储数据来满足系统的需要为了数据的安全要定期备份数据库。最上面一层为应用层，用户可以通过各种终端如具有无线功能的手机、计算机等) 通过互联网络访间和控制温室大拥的状态
32ZigBee无线传感器的设计
ZigBee传感器节点位于温室大棚的监测区域内，主要功能就是将采集到的温室大期各环境参数的模拟信号转化成数字信号，并将数字信号传辅到温室的控制器内，该节点除了采集数据外，还具有无线通信网络的功能。设结构由电源管理单元、数据采集单元、数据处理单元和数据传辅单元组成如图2所示。由于本设计主要使用ZigBee无线传感器的数据
热用器电心
国
家电话非单
热用物地学
图2ZigBee无线传感器的硬件结构采集和无线数据传输功能因此针对这两个模块进行详细介绍。
321数据采集单元
数据采集单元是通过温湿度传感器光照传感器和CO，浓度传感器采集温室大棚各环境信息。a温湿度传感器。本文采用型号为SHT11的空气温湿度传感器，通过数据处理单元的设备与数据传输单元连接，测量湿度范围在0到100%，温度在-40℃ 到120℃,其具有成本低、体积小、精准度高等优点。hb光照传感器。采用TSL2550数字传感器，可以测的红外光和可见光，并将测
量的数据转化成数字信号。eCO，浓度传感器。采用型号为B-530的传感器对温室大期中的CO，浓度进行测量使用寿命长其内部有A/D转换器无需外置.简化了电路。
322数据传输单元
CC2430是TI公司基于ZigBee开发的无线单片机，工作于24GHz 频段采用2.0到3.6V低压供电.接收数据时功耗有27mA,发送数据时功耗25mA最高传输速率为250kbit/s。汇聚节点的结构类似于发送节点其功能是转发接收到的数字信号。
33数据处理的设计
用Visual Studio2008开发工其和C#语言进行开发运行在Web服务器上的一套Web应用程序。设计完成后用户通过测宽器输人网址登录Web站点进行访间改程序自动获取SqlServer数据库中的数据对终端数据进行实时显示、查询、下载和分析等操作。对于Web服务器的部署首先需要添加IIS6.0配置文件将用VisualStudio2008开发工其开发的程序安装在Web服务器端，将用户的业务处理集中到Web服务器
端从而减少用户终增处理数据的压力。 4结论
本文研究了基于ZigBee温室大棚监测系统的硬件结构和主要模块的设计方法,在选用传感器时考患到成本低、精确度高的优点为系统的设计节约了成本还提高了系统监测的能力。本文构建的系统基本上实现了利用移动终端实时监控温室大棚中温湿度和CO，浓度的指标，但用户在移动终端还不能控制如果系统出现报警的情况，这也是本文下一阶段研究的重点方向。
参考文献
[]崔京伟。温宝大棚的无线温度监测系统设计与研究四太原科技大学 2013
[2明鑫。基予ZigBee技术的温室大棚环境参数监控系统设计[DI南宁：广西大学，2013
基金项目内蒙古自治区高等学校科学研究项目《ZigBee技术对农村较区医疗卫生服务体系建设中的应用研究》编号：NJZC13329 作者简介：中玉宏，男，汉族，呼伦贝尔学院物理与电子信息学院，讲师，硕颈士,主要从事电工、电子技术教学与科研工作