基于zigbee的温室环境监测系统设计的设计

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1、-基于ZigBee的温室环境监测系统的设计摘要：本文基于zigbee无线传输协议和cc2430芯片设计了一款温室大棚的环境监测系统。采用cc2430无线传输芯片作为环境数据采集的节点，并使用该芯片作为路由器和协调器，将采集到的环境数据传输到总监测室，方便对各个温室的环境进行观测，并可以随着温室规模的大小，扩大或者缩减网络的大小。关键词：zigbee；cc2430；温室环境监测；无线传输designofgreenhouseenvironmentmonitorsystembasedonzigbeexiaodo

2、nghua1,liuyanqing2,suzelang3(1.appliedtechnologyschool,xihuauniversity，pengzhou611930,china；2.schoolofmechanicalengineering&automation,xihuauniversity,chengdu610039,china;2.77538troops,lasa850000,china)abstract:thearticledesignedamonitorsystemaboutgreenho

3、useenvironmentmonitorsystembasedonwirelesstransmissionprotocolandcc2430.thecc2430wirelesschipusedforthenodewhichcollecttheenvironmentdata,andthechipusedforrouterandcoordinator,transporttheenvironmentdatatothemonitorroommakeconveniencetomonitorthedataofeve

4、rygreenhouse,andexpandorreduce.---thenetworkwiththescaleofgreenhouse.keywords:zigbee;cc2430;greenhouseenvironmentmonitor;wirelesstransmission.---一、引言农业是国家稳定的立足之本，随着现代化技术的发展，农业现代化也呈现出了强烈的发展势头[1]。在中国北方大部分地区，冬季以温室大棚种植蔬菜为主，而温室的环境是决定农作物生长的决定性条件。目前，温室环境大部分以手工的方

5、式监测环境参数，如温度计测量、湿度测量等，耗费了大量的人工和资金。使用无线监测可以减少人工，并且减少了有线数据采集的线路铺设，而且温室中种植的作物不同，可能改动已经铺设的有线线路。所以，才有无线温室环境监测系统的设计是有必要的，不仅能够实现环境数据的监测，还可以随时的增加监测节点[1]。二、系统架构设计温室主要是为保证作物的生长而提供的相应的生长条件。在作物的生长中水和合适的温度是不可缺少的成分，所以在监测中也要监测这两种主要成分。为保证在监测过程中数据稳定，避免局部数据代表温室数据，所以在每个温室中将安

6、装多个传感器节点，每个节点采集2种环境参数，将每个节点的采集数据平均化得到每个温室的环境参数。总体系统布局如图1所示。每个温室的不同地方都有zigbee端节点，每个节点具有采集环境数据并发送给路由的功能。且在每个温室包括一个路由器，用来转发数据，并识别和自组网络节点。路由器将本温室的传感节点数据接收后并发送给协调器。协调器再将收到的数据发送给pc机，经过上位机处理后显示每个温室的平均环境参数。由图1可看出，无线网络的拓扑结构采用树形结构，网络中包含zigbee协调器、zigbee路由器、zigbee端节点

7、。上位机通过rs232总线接收zigbee协调器收到的路由数据，并在pc机上使用vc软件编写上位机界面，实现对温度数据的监控。三、zigbee节点的硬件设计zigbee路由节点和zigbee协调器只用来发送和接收数据，zigbee端节点用来采集数据和发送数据。在路由节点和协调器节点硬件设计中只设计到电源模块和无线收发模块，zigbee端节点除了具有电源模块和发射模块之外，还要具有传感器模块，用于数据的采集。端节点的架构如图2所示。图2端节点架构cc2430是chipcon公司推出的用来实现嵌入式zigbe

8、e应用的片上系统。它支持2.4ghz的ieee802.15.4/zigbee协议，具有cc2420rf接收器以及增强性能的8051mcu、8kbram等，其增强的8051mcu核的性能是工业标准8051核性能的8倍。cc2430还具备直接存储器定址(dma)功能(它能够被用于减轻8051微控制器内核对数据搬移，因此提高了芯片整体的性能)、可编程看门狗定时器、aes-128安全协处理器、多达8输入的8-14位adc、usart、