zigbee技术在温室大棚中的应用

Zigbee技术在温室大棚中的应用李盼盼龚宗辉朱鹏摘要本文介绍了zigbee技术在温室大棚中的应用前景，提出了一种基于zigbee技术的大棚温湿度无线实时监控系统的设计方法。充分利用zigbee自组网的特点：通过在大棚内布置多个监测点，达到精确、实时的监控效果，为将来智能大棚打下坚实的基础。关键字Zigbee；cc2530；无线传感网络；低功耗；温室大棚引言我国是一个农业大国，农业是国家的经济命脉。提高单位面积的作物的产量、生产优质农产品是现阶段农业发展的迫切要求，而温室大棚是实现高产、优质农业的一个重要途径。目前国家提出要狠抓农业科技革命的新型农业道路，实施数字化精准农业温室大棚是现代农业革命改革的一大措施。数字化精准农业温室大棚技术是从生产理念、经营主体、农业装备、先进科技成果转化、提高农业生产力等方面进行农业的改革，应用先进的技术调控差异，科学利用资源，采用信息化经营管理和组织方式进行农业生产，实现农业生产的目标管理。现有的大多数智能温室系统的数据采集是通过采用人工实地记录方式或者通过有线数据远距离检测记录方式。这两种方式都有明显的局限性，智能生态系统的环境温湿度参数对农作物有着重要的作用，为此采用新兴的zigbee网络技术设计智能温室大棚检测系统是很有必要的。一、zigbee简介ZigBee是基于IEEE802.15.4协议的短距离、低功耗、低成本的无线通信技术。zigbee这个名字来源于蜂群传递花粉信息所使用的通信方式,蜜蜂通过形状像zigbee的舞蹈来告诉别的同伴食物源的位置、方向和距离等信息。所以zigbee这个名字也就产生了。目前由于zigbee技术低成本的特点显著,它的发展速度是非常快的,研究的人也越来越多了。远远超过了比它早出现的一些无线技术,比如说蓝牙等。它不仅在工业农业、军事、环境、医疗等传统领域具有较高的应用价值,而且在未来其应用更将扩展到涉及人类日常生活和社会生产活动的所有领域。二、网络拓扑结构在zigbee网络结构中，常见的拓扑结构有三种：星型、网状型、树形。星型网络是三种网络中结构最简单的一种网络,它是一个福射状的系统,当协调器建立网络后,其他的节点都要和协调器直接通信,便于管理。因为大棚的面积一般不会太大，所以星型拓扑结构特别适合温室大棚。协调器:Coordinator,路由器:Router,终端设备:EndDevice三、zigbee节点设计Zigbee节点负责采集温室大棚的温湿度信息。本文采用以cc2530芯片为核心的zigbee系统为大家介绍zigbee技术在温室大棚中的应用。cc2530芯片有四种电源模式,其中当节点不工作时,就可以处于休眠模式,保持低功耗。它是CC2430的升级版,结合了领先的RF收发器的优良性能,系统内可编程闪存8kbRAM,增强型的8051CPU和很多强大的功能。CC2530具有不同的运行模式,使得它尤其适应超低功耗要求的系统。运行模式之间的转换时间短进一步确保了低能源消耗。CC2530F256结合了德州仪器的业界领先的黄金单元ZigBee协议栈(Z-Stack),提供了一个强大和完整的ZigBee解决方案。CC2530有四种不同的闪存版本分别为:CC2530F32,CC2530F64,CC2530F128,CC2530F256,分别具有32KB,64KB,128KB,256KB的闪存,而本电路釆用的是CC2530F256。它具有极高的接受灵敏度和抗干扰性能,可编程的输出功率高达4.5dbm,只需要极少的外接元件,即可满足很多系统的要求。比如说只需一个晶振,即可满足网状网洛系统的需求。该节点电路的工作流程为:ZigBee网络节点的温湿度传感器模块采集温室大各个采集点的温度和湿度数据,然后通过SgBee协议无线传输到CC2530单片机上,然后该节点电路把数据传到路由器或者协调器。四、总结本文中充分利用zigbee的特点，结合温室大棚实际情况，组成了无线温湿度传感网络。此方案解决了现场布线带来的各种问题，对传感器节点的管理也比较方便，同时又可以满足低功耗，低成本和数据传输速率不高等要求。对实现大规模温室温湿度监控的信息化、自动化及提高工作效率都有很高的实际应用性。参考文献1.雷纯,何小阳,苏生辉.《基于zigBee的多点温度采集系统设计与实现》,自动化技术与应用2.薛艳亮,胡建萍,王江柱.《基于分布式编址机制的ZigBee组网技术研究》,杭州电子科技大学学报3.李媛.《基于ZigBee无线环境监测系统的设计研究》.湖南大学.20094.田亚.《基于ZigBee无线传感器网络系统设计与实现》.同济大学.2007.数据处理单元PC节点一节点二节点三节点四节点五数据集中器