基于zigbee技术智能大棚远程监控系统设计和实现

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1、基于Zigbee技术智能大棚远程监控系统设计和实现　　【摘要】设计了一个基于Zigbee协议的温室远程监控系统，利用物联网及分布式传感器网络将温室内的环境参数进行采集、存储、处理、传输和输出，根据数据显示远程控制温室环境。本系统实现无人值守，具有低成本、实时和便捷性的特点。【关键词】传感器；ZigBee；远程监控1.引言9农业是国家的经济命脉，原始的劳动生产手段、落后的劳动生产力及低下的劳动生产率已不能满足当今社会的需求，提高农业劳动生产率的重要方法之一就是实现农业生产的智能化和信息化。农产品及各种水产养殖品的成活质量与

2、它们赖以生存的环境之间有着密切的关系。而温室的主要作用就是能够在一年四季都提供给作物以他们所必需的生长环境，温室控制的首要任务是采集作物生长环境的参数，国内目前绝大多数采用的是人工实地测试，一天多次或者几天一次的读取温室里的测量仪，这样不仅耗费不必要的人力物力损耗，还不能实时的监测温室内变化，更不能智能化的自动打开相应设备来调控参数，无法进一步实现温室作物的质量和产量的提高。无线传感器网络在农业生产中的应用将这一难题变为可能，它可以有效的监测温室内各个角度的参数，并且将数据实时反馈给数据中心，数据中心根据已经定义好的规则

3、库，按作物的不同生长阶段由专家系统识别判断参数的合法性，从而向控制节点发送指令，控制各个调控设备协同工作。最大程度上的在第一时间保护农作物不被环境所影响，从而提高作物产量。2.系统分析2.1系统的基本功能该系统研究一种基于Zigbee技术的温室远程监控系统，在温室远程监控系统的设计中，采用Zigbee模块与传感器模块组成无线传感器节点，对所覆盖环境中的温度、湿度等参数进行实时采集并传至终端节点Zigbee，通过无线传输给中心节点Zigbee，然后数据就可以在设计好的上位机上显示大棚里的环境参数，由监控中心对温室环境进行评

4、估与分析，并根据检测到的温室环境发出提示信息，发出命令，实现控制。同时信息还会同步到手机客户端，实时实地，方便查询温室作物生长情况，并发出命令。2.2基本组成该系统由监测系统和控制系统组成。其中，监测系统由Zigbee通信子网和远程监测终端构成。控制系统由控制单元和Zigbee通讯模块构成。如图1所示：2.3基本框架9该系统的具体构成及各部分模块的框图如图2所示。3.系统实现3.1硬件实现3.1.1电源模块由于此系统包含多个模块，而每个模块需要不同电压值的电源供电，且为了提高系统的实用性及达到长期供电的目的，电源模块是必

5、不可少的。在这个模块里，通过变压器，将220v电压转成9v交流电压，然后经过整流，稳压，就可以得到直流6v电压，再用二极管降压就可以得到系统需要的各种电压。系统电源模块原理如图3所示。3.1.2单片机模块单片机系统核心采用STC12C5A60S2单片机，该单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期（1T）的单片机，是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8-12倍。内部集成MAX810专用复位电路，2路PWM，8路高速10位A/D转换（250K/S），针对电机控制，强干扰场合。

6、片上集成1280字节RAM，在系统可编程，无需专用编程器。3.1.3传感器模块91）温湿度传感器采用DHT11，DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，无需A/D准换，可直接连接单片机I/O口。采用单总线数据格式，一次传送40位数据，高位先出。数据格式：8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bit温度整数数据+8bit温度小数数据+8bit校验位。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温

7、元件，并与一个高性能8位单片机相连接。2）光照传感器采用GY-30模块，其内部传感器模块为BH1750FVI，数字输出，无需A/D转换，并且带有工业标准的IIC总线数字输出接口，无需任何外部器件，对红外线的影响很小。3）二氧化碳传感器采用MG811，该传感器具有以下特点：对二氧化碳有很高的灵敏度和良好的选择性；具有长期的使用寿命和可靠的稳定性；快速的响应恢复特性；自带温度补偿输出；输出模拟信号。4）土壤湿度传感器模块主要芯片为运放、湿度感应探头，具有信号输出指示灯，低电平有效输出指示灯亮；带TTL高/低电平信号和模拟信号

8、输出；湿度感应灵敏度可通过电位器调节；输出模拟信号。9传感器模块的关键技术：在这个部分的设计上，体现出传感器数据采集的通用性，在一片单片机芯片上，充分利用它的I/O口，作为传感器的数据输入，可同时采集多块传感器的数据，而这些传感器可以是同一种，也可以是不同种类，只需在程序里稍作修改，在具体实际应用中，可以即插即用，实