ZigBee+CC2530无线单片机智能温室大棚的设计(3)
4.4 本章小结 26
5 系统测试 28
6 总结 31
致 谢 32
参考文献 33
1 绪论
1.1 课题研究的背景和意义
从自给自足、男耕女织的小农社会到现代化生产的信息时代，信息技术的发展促进了农业生产方式的改变。对于现代化农业生产的研究一直是信息技术应用重点的研究方向。随着科学技术的发展以及人们生活水平的提高，传统的农业生产技术已经不能满足社会发展的需求，现代化农业生产技术得到了广泛应用，现代化农业生产技术的发展促进了农业生产效率的提高。温室大棚是现代化农业生产的重要环节，不受季节和地域的场合，在一些特殊复杂的环境中也可以进行农业生产，为农作物提供适宜的生长环境，它已经成为很多地区农民致富的重要途径。通过大棚种植反季节作物，使得人们在寒冷的冬天也能吃到自己喜欢的蔬菜或者水果，提升人们的生活质量，满足消费者的需求。随着市场的需求大棚的种植面积也在急剧的增长，但同样作为人口大国的中国耕地面积有限，所以必须提高大棚的生产效率才能满足市场的需求。
大棚种植面积的增多，种植区域的不同以及市场竞争的需求，使得提高大棚的生产效率变得尤为重要，这些原因的存在使得对大棚的监控要求越来越高。在大部分的农业大棚种植区，人工种植依然占据很大比例，人们根据种植经验去控制温度、光照、通风等环境参数去满足农作物的生长条件。人工种植方式增加了生产成本，限制了生产效率的提高，成本的增加势必会降低产品的市场竞争力。此外，手工种植也限制了生产规模的扩大。为了解决这些问题，智能自动控制系统应运而生。目前我国农业大棚设施大多采用有线通信，由于农作物生产环境参数监测复杂，作物种植面积大，数据采集点多使得有线通信并不适合大规模的农业大棚种植需求。
根据以上分析，为了满足低成本、低复杂度、安装文护简单方便、无线通信、供电方便功耗低等要求，本设计研究了基于物联网技术的温室大棚环境参数的采集及控制。利用ZigBee无线通信技术以及无线传感网技术构件了无线传感网络实现对大棚环境参数的采集以及与PC端软件的通信。本课题对农业大棚生产效率的提高、节约生产成本、增加产品的市场竞争力具有重要的意义。
1.2 国内外发展现状
1.2.1 国外发展现状
1.2.2 国内发展现状
1.3 ZigBee技术
ZigBee是一种低复杂度、低数据速率、低成本、低功耗的双向无线通信技术，适用于近距离的无线通信，是为满足小型廉价设备的无线联网和控制而提出的，是IEEE 802.15.4 技术的商业名称，前身是“HomeRFlite”技术，有别于GSM、GPRS等广域无线通信技术和IEEE 802.11a 、IEEE 802.11b等无线局域网技术，它的有效通信距离为几米到几十米之间，属于个人区域网络的范畴。无线通信芯片技术的发展，使得ZigBee设备的复杂度、功耗、成本等较低，对于成本较低的无线通信系统中应用广泛。ZigBee的协议栈确保了这些设备工作在低功耗模式，ZigBee设备的最大特点就是低功耗，适用于对功耗要求严格的场合。
1.4 无线传感网技术
无线传感器网络（WSN），简称无线传感网，是物理网得感知层的重要部分，是一种利用无线通信方式，按照特定的通信协议以及路由算法形成自组织网络。将大量的传感器节点组织成一个网络协同工作，完成某种特定的任务。主要用于环境温度、湿度等参数的感知与监控，大气污染程度的监测，桥梁安全性监测，水质的监测。随着技术的不断成熟，无线传感网技术已经被应用于各个领域。