基于ZigBee技术的温室环境智能监测系统-论文.pdf

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1、Science&TechnologyVision科技视界科技·探索·争鸣基于ZigBee技术的温室环境智能监测系统卜闪闪(永城职业学院，河南永城476600)【摘要】针对传统温室布线有线监控系统所带来的组网复杂以及系统维护难度大等缺点，提出并设计了一种基于ZigBee技术的温室环境智能监测系统。该系统以TI公司的CC2530为主控制芯片，整个无线传感网络由协调器节点、路由节点和终端节点构成。终端节点实时监测温室内的各种环境信息(土壤水分、空气温湿度、CO浓度等)，并且以无线的方式发送给协调器节点，最终通过发送给通过VB编写的上位机软件用户

2、终端．采用数据库对数据进行实时的存储等操作。现场试验表明，该系统运行稳定、操作简单，达到了预期的应用目标。【关键词】温室；无线传感网络；zigBee；CC25300引言协调器节点在整个监测系统中是唯一的．负责整个无线传感网络的组建于运行．需要的能量较大，加上其与监控主站相连，因此为满足环境的实时监测在对温室的生产具有非常重要的地位．其通过实其能量的要求本系统采用有线的方式进行供电供电模块采用5v电时监测并及时反馈作物的生长状况及其环境状况．从而为用户合理的源．并通过电源转换模块将其转换为实际需要的3．3v电压．电源转换调节环境因子促进指导

3、作物的生长提供指导．提高作物的质量和产模块的核心Ic采用稳定性很好的AMSIl17稳压芯片量然而，传统的温室监测系统都是通过采集环境的湿度与温度值，但当协调器节点成功组建无线传感网络后．便会开始与各个协调器是若需要精确的分析农作物的生长状态则该参数远远不够．尤其是农节点进行通信：通过上位机的串口接收用户终端发送的命令；同时监作物疾病的控制．不仅需要温室的实时环境参数．叶片的温度和湿度听来自于网络的反馈型消息．并上传到用户终端因此协调器节点与也是必不可少的随着温室监测与管理系统的发展．基于ZigBee技术其他节点相比增加了串VI模块．其中串

4、口模块采用MAX3232作为的无线传输系统由于其具有体积小、功耗低、传输可靠、可扩展性强等RS232串口芯片优点．因而在温室环境监测领域的应用前景将非常广阔2．2终端节点与路由节点硬件设计本文针对此设计并实现了基于ZigBee技术的温室环境智能监测终端节点硬件结构图如2所示系统中所有节点均以低功耗和高系统。该系统可以对温室内的植物生长环境(土壤水分、空气温湿度以稳定性为准则设计．因此由两节5号干电池提供的能量足以满足其工及CO浓度等)信息进行实时监测并通过基于ZigBee的无线传感网作需求。如图2可知，除包含各个节点所拥有的共同部分以外，

5、终端节络进行实时的数据传输．从而完成温室环境的实时监测用户可以通点主要增加了传感器模块．该模块可实现终端节点和各种传感器之间过这些信息对温室的环境做出实时的监测并作出调控．从而改善温室的无缝连接．的实时环境，从而实现提高作物的产量。1总体设计本文设计和实现的温室监测系统主要由用户终端、协调器节点、路由节点、终端节点和传感器等几个部分共同组成ZigBee终端节点连接有各种传感器．其中传感器分布在温室的各个监测点．负责采集环境数据并将处理后的数据发送给路由节点：路由节点则是获取各个图2终端节点硬件结构图终端节点发送过来的数据并通过基于zigB

6、ee的无线传感网络将其转Fig．2HardwarestructuraldiagramofEnd-node发给协调器节点，同时各个路由节点之间也是可以相互通信的．从而大大的延长了系统的有效的通信距离协调器节点则通过串口与上位综合考虑具体的监测要求、温室环境、测量精度以及传感器等因机极性实时通信，上传实时监测信息和接收实时的控制命令：最后上素，本系统采用如下所示的几种传感器：土壤水分传感器、CO浓度传位机软件完成对数据的存储和显示等工作感器以及DHT21温湿度传感器。各传感器主要性能指标如表l所示。2硬件设计表1传感器主要性能指标Tab．1P

7、rimaryperformanceindicatorsofsensors本监测系统的协调器节点、路由节点和终端节点采用基本相同的主要土壤水分温湿度CO浓度硬件设计，但又根据具体实现功能的区别而对各自的具体部分作出调性能指标传感器传感器传感器整，同时通过改变主控芯片CC2530程序从而实现不同的节点功能工作电压5～l2VDC3．3-5．5V5VDC硬件系统主要由CC2530微处理器、串口输出模块、电源模块、实时时输出电压0～2．5VDC钟模块、调试模块、射频模块和传感器模块等组成2．1协调器节点硬件设计测量范围0一40—80℃—100％00

8、~5000ppm协调器节点硬件结构图如图1所示。节点的主控巷片采用德州仪—10O％RH测量精度0～50％范围内为±O．5℃+30ppm器公司的CC2530芯片．其内置增强型8051内核与RF无