基于zigbee技术的温室无线智能控制终端开发

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1、万方数据第26卷2010焦第3期3月农业工程学报TransactionsoftheCSAE、，01．26No．3Mat．2010基于ZigBee技术的温室无线智能控制终丛--*而ILl开发杨玮1，吕科2，张栋1，吴松1，龙智强1，商守海1(1．北京京鹏环球科技股份有限公司，北京100094：2．北京农业机械研究所，北京100096)摘要：针对温室农业控制的需要，开发了温室无线智能控制终端。该系统基于Zigaee无线网络，以Jennie公司生产的ZigBee无线微犁控制器JN5139．M01模块为核心，整个无线传感器网络由无线生理生态监测节点、ZigBee温室无线

2、智能控制终端和智能语音模块组成。无线传感器节点分布于温室的各个测量点执行各数据的采集、预处理和无线发送等1二作，温室无线智能控制终端负责处理所有无线传感器节点采集的数据信息。智能语音模块能够根据采集到的信息及时提供生产指导建议。温室无线智能控制终端实现了对温事环境因子(土壤温度、叶片温度，光照、茎秆生长、土壤水分等)的数据采集和有效控制。通过试验验证，该系统运行稳定，并且操作简单，使用方便。关键词：温室，智能控制，无线传感器网络，ZigBee，环境因子，语音模块doi：10．39698．issn．1002—6819．2010．03．033中图分类号：S126，T

3、P23文献标识码：A文章编号：1002—6819(2010)-03-0198-05杨玮，吕科，张栋，等．基于zigBee技术的温室无线智能控制终端开发[J]．农业工程学报，2010，28(3)：198--202．YangWei，LiiKe，ZhangDong，eta1．DevelopmentofwirelessintelligentcontrolterminalofgreenhousebasedonZigBee[J]．TransactionsoftheCSAE，2010，26(3)：198--202．(inChinesewithEnglishabstract)0

4、引言自“九五”以来，国内设施农业经过工厂化高效农业示范工程等项目的实施，取得了长足进步，大型连栋温室已基本实现国产化，温室内相关配套设备也有一定程度的开发和应用，初步形成了设施农业综合技术体系，带动了相关产业的发展。农业自动化有了很大进步，环境监控技术也趋于成熟，但是植物生长调控的技术还不是很成熟。因此近年来，农业特别是温室行业的发展更加重视植物生理信息的采集和监控，即根据植物的生长情况调节其生长环境，并可以检测到环境变化后植物的生长状况，以便使调控功能更科学。国内对这方面的需求也逐渐多起来，针对上述问题，提出了温室环境与信息综合监控系统的开发研究。将作物生长规

5、律、生长形态及不同时期农艺特点与环境控制系统紧密结合在·起，能完成温室内温、光、湿气、水、肥等环境因子综合调控及作物叶片温度、茎叶流量、茎秆直径等无线综合监控，实现温室生产精准控制和无人化管理，达到增产、增效及规模化生产的目地。无线传感器网络(wirelesssensornetwork，WSN)是近年发展迅速的现代信息技术，它由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息，并发送给观察者。与传统网络相比，WSN是一种以数据为中心的自组织无线网络，集成了

6、监测、控制以及无线通收稿日期：2009．12-ll修订日期：2010-02．10基金项目：北京市科委莺大项目，设施农业装备关键技术研究、集成及功能示范(编号：D08060000450000)作者简介：杨玮(198l一)，女，内蒙古人，博士，从事电子技术在农业中的应用。北京北京京鹏环球科技股份有限公司，100094。Email：weiwei81031l@163．COln信，具有可快速临时组网、网络拓扑结构可动态变化、抗毁性强、无需架设网络基础设施，无通信费用等诱人的特点。基于以上特点，WSN技术在农业领域也得到越来越广泛的应用[1巧J。ZigBee是目前众多无线传

7、感器网络技术中的一种主要技术，它是一种近距离、低功耗、低成本、高可靠性的无线传感器网络技术。因此，笔者开发了一种基于ZigBee的作物生长生理生态参数的无线温室智能终端系统，它能够将分布在温室中的环境参数(土壤温度、叶片温度，光照、茎秆生长、土壤水分等)通过ZigBee无线网络进行集中监控和管理并提供语音功能进行提示管理。系统的语音报警功能使用户能够及早而且准确地发现问题，进行通风、降温、加湿，补光等有效措施，改善温室环境，提高农作物的产量。1系统硬件组成通过分析比较已有的分布式温室控制系纠纠31，该系统采用了数据采集和实时控制的硬件实现对温室环境因子(土壤温度

8、、叶片温度，光照、茎秆生