一种基于Zigbee的新型温室智能监控系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种基于ZigBee的新型温室智能监控系统，是通过多个Zigbee终端设备连接的传感器等实现对温室中各个区域的温湿度、温度、CO2含量、光照强度和种植区土壤湿度等环境气象信息的准确采集，并将采集到的数据发送到Zigbee网络协调器；Zigbee网络协调器可向各个Zigbee终端设备发送控制命令，控制继电器开启或关闭，同时Zigbee网络协调器通过串口模块将数据传送到数据服务器，构成良好的人机界面，从而实现对温室环境信息的实时监控。本实用新型专利技术可实现新型温室各个区域的环境交互与智能控制，克服了温室内多位一体种集中控制的难题，真正实现了精细数字生态农业。

【技术实现步骤摘要】

本技术是一种基于Zigbee的新型温室智能监控系统。
技术介绍
现今北方推广的智能种植业与智能养殖业结合的新型温室生产模式都为人工控制，且不同模块中同一环境参数的监控也是人工监控很难做到的。不仅耗费了大量的人力物力，还很难实现环境参数的精确采集与控制，严重影响农业生产的经济性和实用性。Zigbee技术作为一种全新的信息获取和处理技术，凭借功耗低、成本低、可靠性高等特点，逐渐成为研究热点，并在环境监测、医疗护理和军事等领域得到广泛应用，被业界认为是最有可能应用在工控场合的无线方式。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提供了一种基于Zigbee的新型温室智能监控系统。本技术基于Zigbee无线传感器网络，通过多个Zigbee终端设备连接的土壤温湿度传感器、温度传感器、空气温湿度传感器、CO2传感器、光照传感器等实现对温室中各个区域的温湿度、温度、CO2含量、光照强度和种植区土壤湿度等环境气象信息的准确采集，并将采集到的数据发送到Zigbee网络协调器；Zigbee网络协调器可向各个Zigbee终端设备发送控制命令，控制继电器开启或关闭，同时Zigbee网络协调器通过串口模块将数据传送到数据服务器，构成良好的人机界面，从而实现对温室环境信息的实时监控。一种基于Zigbee的新型温室智能监控系统，包括Zigbee无线传感器网络和数据服务器；所述的Zigbee无线传感网络包括多个Zigbee终端设备和一个Zigbee网络协调器；每个Zigbee终端设备包括CC2530模块、串口模块、传感器和继电器；所述传感器包括温度传感器、CO2传感器、温湿度传感器、光照强度传感器、土壤水分传感器；所述的Zigbee终端设备将所采集到的数据发送到所述的Zigbee网络协调器，并接收来自Zigbee网络协调器的控制命令；所述的Zigbee网络协调器以CC2530扩展模块为核心模块，Zigbee网络协调器与数据服务器通过串口模块相连接；所述的多个Zigbee终端设备分别放置在温室中的用户区、种植区、养殖区和沼气区，所述的继电器分别位于温室各个区域用于控制灌溉设备、灯光设备、排气扇或供暖设备的开启或关闭；所述的Zigbee网络协调器和所述的数据服务器放置在用户区。本技术的有益效果是，将Zigbee技术运用到新型温室监测系统中，实现对温室各个区域环境参数的智能控制，真正实现了温室四位一体内循环的生态农业，有效的解决了农业生产中费时费力的现象，实现数字化，精量化的农业生产，该技术具有低功耗、方便实用等特点，在现代农业生产中具有举足轻重的使用价值和广阔的市场推广前景。附图说明图1是监测系统的整体示意图。图2为用户区网络协调器的结构示意图。图3为种植区终端设备的结构示意图。图中：1数据服务器 2 Zigbee无线传感器网络 3传感器 4灌溉设备 5灯光设备 6排气扇 7继电器 8暖气片 9供暖设备 10 CC2530扩展模块具体实施方式本技术所述的Zigbee无线传感网络模块选用成都无线龙公司推出的C51RF-CC2530-PK无线Zigbee网络开发套件，该套件基于TI公司生产的CC2530芯片，CC2530芯片具有符合2.4GHz的IEEE802.15.4标准第二代片上系统，并移植了TI公司的2.5.1a协议栈。本实施例中如无特殊说明，均可采用现有设备或技术实现。下面结合附图和实例对本技术作进一步详述：如图1所示，在新型温室中布署Zigbee无线传感器网络，本技术包括数据服务器1和四个Zigbee无线传感器网络2。第一部分数据服务器1，用于存储和显示室内环境信息和设备运行情况，用户区的Zigbee网络协调器将各个区域采集的环境信息发送给数据服务器，同时携带传感器采集用户区的环境信息并向终端节点下发数据服务器指令，实现对终端设备的控制；第二部分是种植区Zigbee无线传感器网络，其作为终端节点携带多个传感器和设备控制器，负责种植区的环境信息采集和设备运行控制；第三部分是养殖区Zigbee无线传感器网络，其作为终端节点携带传感器和设备控制器，负责养殖区的环境信息采集和设备运行控制；第四部分是沼气区Zigbee无线传感器网络，其作为终端节点携带传感器和设备控制器，负责沼气区的环境信息采集和设备运行控制。如图2所示，所述的用户区Zigbee无线传感器网络包括CC2530扩展模块10和串口模块11，通过串口模块与数据服务器通信；并作为无线传感器网络的协调器，通过ZigBee无线网络与其他终端节点通信；携带传感器3(包括DS18B20温度传感器和BMG-CO2-NDIR CO2传感器)，并控制继电器7，实现对用户区与种植区排气扇6的控制。如图3所示，所述的种植区Zigbee无线传感器网络包括CC2530扩展模块10，其作为无线传感器网络的终端节点，携带传感器3(包括SHT10空气温湿度传感器、SWR-3土壤湿度传感器、光照强度传感器和BMG-CO2-NDIR CO2传感器)，并控制灌溉设备4和灯光设备5。具体实施方式为：在新型温室的种植区、养殖区、沼气区等每一个区域都放置一个Zigbee无线传感器网络，其中种植区Zigbee无线传感器网络作为终端节点，利用其携带的SHT10空气温湿度传感器、SWR-3土壤湿度传感器、光照强度传感器和BMG-CO2-NDIR CO2传感器对种植区进行实时的环境信息采集；养殖区Zigbee无线传感器网络作为终端节点，利用其携带的DS18B20温度传感器和BMG-CO2-NDIR CO2
传感器对养殖区进行实时的环境信息采集；沼气区Zigbee无线传感器网络作为终端节点，利用其携带的DS18B20温度传感器对沼气区进行实时的温度信息采集；数据无线传送给用户区的网络协调器，再由其通过串口发送到数据服务器，数据服务器中的上位机界面显示整个温室的环境信息；数据服务器可根据采集到的环境信息，下发控制命令，控制灌溉设备、灯光设备、排气扇和供暖设备，进而实现对整个温室的智能监控。具体控制命令是：(1)当用户区和养殖区温度低于20℃时，沼气区供暖设备启动，将用户区和养殖区温度控制在20℃；(2)当用户区和养殖区CO2浓度大于1000ppm时，控制继电器开启排气扇，实现与种植区空气流通，将用户区和养殖区的CO2浓度控制在1000ppm以下；(3)当种植区土壤水分含量在17％以下时，开启灌溉设备，将种植区土壤湿度控制在17％～44％；(4)当种植区光照强度低于3000lux时，开启灯光设备，将种植区光照强度控制在3000lux；(4)所有的控制指令也可以通过用户在服务器的上位机进行设定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于Zigbee的新型温室智能监控系统，其特征在于包括Zigbee无线传感器网络和数据服务器；所述的Zigbee无线传感网络包括多个Zigbee终端设备和一个Zigbee网络协调器；每个Zigbee终端设备包括CC2530模块、串口模块、传感器和继电器；所述传感器包括温度传感器、CO2传感器、温湿度传感器、光照强度传感器和土壤水分传感器；所述的Zigbee终端设备将所采集到的数据发送到所述的Zigbee网络协调器，并接收来自Zigbee网络协调器的控制命令；所述的Zigbee网络协调器以CC2530扩展模块为核心模块，Zigbee网络协调器与数据服务器通过串口模块相连接；所述的多个Zigbee终端设备分别放置在温室中的用户区、种植区、养殖区和沼气区；所述的继电器分别用于控制灌溉设备、灯光设备、排气扇或供暖设备的开启或关闭。

【技术特征摘要】
1.一种基于Zigbee的新型温室智能监控系统，其特征在于包括Zigbee无线传感器网络和数据服务器；所述的Zigbee无线传感网络包括多个Zigbee终端设备和一个Zigbee网络协调器；每个Zigbee终端设备包括CC2530模块、串口模块、传感器和继电器；所述传感器包括温度传感器、CO2传感器、温湿度传感器、光照强度传感器和土壤水分传感器；所述的Zigbee终端...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰鹏，毕建杰，方阳阳，
申请(专利权)人：山东农业大学，
类型：新型
国别省市：山东;37