基于ZigBee的农业大棚光照环境监控系统设计

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1、毕业设计（报告）课题:基于ZigBee的农业大棚光照环境监控系统设计学生:杨雪系部:物联网班级:物联网1203班学号:2012270051指导教师:李靖装订交卷日期:2015.04.28毕业设计（报告）成绩评定记录表指导教师评语（包含学生在毕业实习期间的表现）:成绩（平时成绩）:指导教师签名：年月日评阅教师评语：成绩（评阅成绩）:评阅教师签名：年月日答辩情况记录:答辩成绩:答辩委员会主任(或答辩教师小组组长)签名:年月日总评成绩:注：1.此表适用于参加毕业答辩学生的毕业设计（报告）成绩评定；2.平时成绩占20%、卷面评阅成绩占50%、答辩成绩占30%，在上面的评分表中，可分别按20分、

2、50分、30分来量化评分，三项相加所得总分即为总评成绩，总评成绩请转换为优秀、良好、中等、及格、不及格五等级计分。教务处制毕业设计（报告）成绩评定记录表指导教师评语（包含学生在毕业实习期间的表现）:成绩（平时成绩）:指导教师签名：年月日评阅教师评语：成绩（评阅成绩）:评阅教师签名：年月日总评成绩:注：1.此表适用于不参加毕业答辩学生的毕业设计（报告）成绩评定；2.平时成绩占40%、卷面评阅成绩占60%，在上面的评分表中，可分别按40分、60分来量化评分，二项相加所得总分即为总评成绩，总评成绩请转换为优秀、良好、中等、及格、不及格五等级计分。教务处目录第一章绪论31.1论文背景31.2主

3、要需求4第二章系统分析52.1设计原理52.2系统节点设计62.3系统总体架构7第三章系统硬件设计93.1Zigbee节点硬件设计93.2传感器节点硬件设计93.3光照数据采集节点设计11第四章基站节点设计134.1ZigBee技术概述134.2ZigBee技术优缺点134.3ZigBee网络配置144.4ZigBee工作模式16第五章系统测试185.1系统测试步骤185.2系统测试结果185.2.1系统硬件测试185.2.2协议栈测试195.2.3上位机测试195.3系统测试结果分析20总结21参考文献2224摘要随着农业应用技术及科技的发展，温室大棚已经成为农业的一个重要组成部分，

4、而且能带动农业高效的发展。因此，对于农业生产环境来说，对一些重要参数进行检测与控制就显得十分重要且必要，这些参数包括光照强度、温度、湿度、二氧化碳浓度等。这些参数控制得当，就改变了植物的生长环境，为植物创造了最佳的生长环境，而且避免了外界四季变化和恶劣气候对植物生长的影响。目前，ZigBee技术已经广泛应用于近距离传输的无线通信领域，尤其是在工农业控制、医疗卫生方面日益起着越来越重要的作用。本设计意在通过ZigBee无线通信技术构建一个无线传感器网络（WSN），采用树型网络拓扑结构，对加入该网络的传感器节点进行温度、湿度、光照强度和二氧化碳浓度的数据进行采集和分析，将此应用于对农业里温

5、室的环境检测和控制当中，避免了有线网络的布线问题和成本问题。本设计利用了一个结构合理的Web应用程序，搭建Web服务器来动态显示传感终端所采集的温室数据。关键词：ZigBee；CC2530；无线传感器网络；光照传感器24第一章绪论第一章绪论1.1论文背景近几年来，随着物联网、传感器、电子标签、智能装备等技术的重大突破及广泛应用，也渐渐改变了农业传统的生产经营方法，扩大了农业的发展空间。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，得到了迅速的推广和应用。种植环境中的温度、湿度、光照度、CO2浓度等环境因子对作物的生产有很大的影响。传统的人工控制方式难以达到科学合理种植的要求，

6、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。24第一章绪论图1-1农业大棚智能化监控1.2主要需求在每个智能农业大棚内部署无线空气温湿度传感器、无线土壤温度传感器、无线土壤含水量传感器、无线光照度传感器、无线CO2传感器等，分别用来监测大棚内空气温湿度、土

7、壤温度、土壤水分、光照度、CO2浓度等环境参数。为了方便部署和调整位置，所有传感器均应采用电池供电、无线数据传输。大棚内仅需在少量固定位置提供交流220V市电（如：风机、水泵、加热器、电动卷帘）。每个农业大棚园区部署1套采集传输设备（包含路由节点、长距离无线网关节点、Wi-Fi无线网关等），用来覆盖整个园区的所有农业大棚，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。在每个需要智能控制功能的大棚内安装