基于nrf技术的温室监控网络系统设计

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1、基于NRF技术的温室监控网络系统设计胡启迪陈高峰熊刚杨凌职业技术学院摘要：虽然ZigBee用来实现短距离、低速率监控网络具有很多优势，但其相对固定的硬件构成一方面容易形成价格垄断，另一方面限制了传感器、控制设备的种类以及后续对采集数据处理算法的选择，其完整的协议栈在某些应用环境下也显得过于冗余。针对ZigBee的优缺点，结合温室监控网络的实际需求，基于NRF技术，设计了一种温室监控网络系统。该系统简化并保留了ZigBee的网络自组、自诊断、自恢复等网络基木功能，并具有硬件构成灵活的特点。在模拟温室环境下进行测试表明，该系统可成为ZigBee的替代方案，具有一定的实用价值。关键词：无线

2、网络;ZigBee;NRF;MCU;监控;作者简介：胡启迪（1983-），男，硕士研究生，讲师，研究方向为通信技术及自动控制。收稿日期:2017-03-17基金：2016年度陕西省教育厅科学研究项目（16JK1871）DesignofgreenhousemonitoringnetworksystembasedonNRFtechnologyHUQi-diCHENGao—fengXIONGGangYanglingVocationalandTechnicalCollege;Abstract：AlthoughusingZigBeetorealizetheshortdistanceandlow

3、ratemonitoringnetworkhasmanyadvantages,however,thechangelesshardwarestructure,ontheonehand,itcancausepricemonopoly,ontheotherhand,it1imitsthechoiceofsensors,typeofcontrolequipmentemdprocessingalgorithmforcollecteddata,itsfullprotocolstackisineffectiveundorcertainoccasionstoo.Aimattheadvantagesa

4、nddisadvantagesofZigBeeandcombiningthedemandofgreenhousemonitoringnetwork,thispaperdesignedasystemofgreenhousemonitoringnetworkbasedonNRFtechnology.Thissystemaswel1asZigBeehasfunctionsofautomaticnetworking,recoveryandselfdiagnosis,besideshasthecharactcristicofchangeablehardwarestructure.Thetest

5、resultsshowthatthissystemcanbeanalternativetoZigBee,soithassomepracticalvalue.Keyword：wirelessnetwork;ZigBee;NRF;MCU;monitoring;Received：2017-03-170引言在我国人均耕地面积仅占世界人均占有量33%并逐年减少的现实背景下，如何提高每寸耕地上农作物的产量一直是我国研究的重点问题。通过温室种植代替室外种植便于人为的创造利于作物生长所需的环境条件，突破自然节气对作物生长的限制，是目前实现农作物高产最为通用的手段之一。温室的优点需耍配合对其内部环境参

6、数的有效控制才能够发挥出来，因此，环境数据采集、分析及调控设备控制才是温室中的关键问题。农村有别于城市，其特点是没有也不适合进行铺设基础通信线路，因此以有线方式实现温室环境监控的成本很高，除了部分得到政府支持的地区外，农户普遍选择通过经验采用人工的方式进行环境控制，这样一来便很难实现“精细农业”。随着信息化技术及自动化技术的发展，各行业巨头相继推出了可用于无线环境监控的技术，温室环境监控方式上也有了更好的选择，其中最有名的当属ZigBee技术了。ZigBee是低功耗局域网协议，其符合IEEE802.15.4标准，该协议适合实现低功耗、低速率、短距离的无线通信，而该通信要真正实现，还需

7、要能够实现ZigBee的设备。目前该设备已经芯片化，市场也被TI公司的CC2530基本垄断，因此硬件价格、构成、性能均相对固定。在项目研究过程中发现这种相对固定的硬件结构不便于实现一些诸如图像、视频采集以及高精度PWM控制等特殊应用，同时完整的ZigBee协议栈相对于温室环境监控來说也显得有些冗余，因此设计了一种基于NRF24L系列芯片的温室环境监控网络系统作为备选方案。该系统可实现类似ZigBee中网络自组、诊断、恢复等功能，并采用MCU与无线通信相互独