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基于物联网的温室大棚控制系统
发布日期:2017-10-18 新闻来源: 正文字号
 
潍坊工程职业学院  郇新 谢宗华
我国是人口大国,对农产品的需求量大,很多农产品已经采用温室大棚进行生产,目前温室大棚生产大部分还处于粗放式管理阶段,大棚的灌溉、光照、施肥等大多依照传统的种植经验,没有精确数据来进行管理,现代化水平远远落后于发达国家。要实现温室大棚的精细管理,可以引入农业物联网技术,充分利用温度、湿度、光照等传感器收集温室大棚信息,通过无线通信技术将数据传到上位机中,根据上位机预存的数据进行处理,可以达到精确控制温室大棚的目的。
1 设计目标
引入基于物联网的温室大棚控制技术,精确监控农产品生产的各项参数,精确控制大棚的光照、灌溉、温度等参数,实现大棚的精细管理,本文主要实现以下目标:
硬件设计:设计传感器检测电路,能够准确收集温度、湿度、光照等信息,大棚的控制电路能够智能控制大棚的灌溉、光照、施肥等。
无线通信模块:传感器模块与主控制器之间采用无线通信模块连接,基于传输距离和稳定性,采用Zigbee进行无线传输。
上位机WEB管理系统:能够接收传感器的数据并进行处理,根据系统预存的数据对比植物的生长状态,进而有效控制温室的灌溉、光照、施肥等工作。
2 硬件设计
本系统硬件主要包括传感器信息采集卡和主控制器两部分,其中传感器信息采集卡包括空气温湿度传感器、土壤湿度传感器、光照强度传感器等,能够完成相关参数的测量;主控制器能够接收信息采集卡的数据,将数据与系统设定值比较,控制外围的遮阳帘、通风和灌溉等设备,通过485总线传输到上位机软件进行处理和存储,将每次农作物生产的过程数据建成数据库,分析温度、湿度、季节等对农作物生产的影响,进一步改善温室控制效果,系统框架图如图1所示。
3 无线通讯模块
3.1Zigbee技术
Zigbee是基于IEEE802.15.4标准开发的一种无线传输技术,广泛应用于短距离无线传输,主要特点有:
(1)功耗低:Zigbee采用多种省电模式,在低功耗待机模式下使用2节普通AA电池可以工作6~24个月。
(2)成本低:Zigbee在我国使用2.4GHz免执照频段且不收取协议专利费。传输协议通过的大幅度简化,对控制器要求低。
(3)通信可靠:ZigBee提供了新型的ASE-128加密标准,并且提供三级安全模式,能够灵活设定其安全属性。
3.2 Zigbee无线模块设计
本系统Zigbee模块采用TI公司的CC2530芯片作为核心,能够实现2.4GHz频率的无线通信,具有功耗低、可靠性高、抗干扰能力强等特点,电路图如图2所示。

主管单位:河北省农业机械化管理局主办单位:河北省农业机械化研究所
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