一種基于Zigbee的新型溫室智能監控系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種基于ZigBee的新型溫室智能監控系統，是通過多個Zigbee終端設備連接的傳感器等實現對溫室中各個區域的溫濕度、溫度、CO2含量、光照強度和種植區土壤濕度等環境氣象信息的準確采集，并將采集到的數據發送到Zigbee網絡協調器；Zigbee網絡協調器可向各個Zigbee終端設備發送控制命令，控制繼電器開啟或關閉，同時Zigbee網絡協調器通過串口模塊將數據傳送到數據服務器，構成良好的人機界面，從而實現對溫室環境信息的實時監控。本實用新型可實現新型溫室各個區域的環境交互與智能控制，克服了溫室內多位一體種集中控制的難題，真正實現了精細數字生態農業。
【專利說明】
一種基于Z i gbee的新型溫室智能監控系統
技術領域
[0001]本實用新型是一種基于Zigbee的新型溫室智能監控系統。
【背景技術】
[0002]現今北方推廣的智能種植業與智能養殖業結合的新型溫室生產模式都為人工控制，且不同模塊中同一環境參數的監控也是人工監控很難做到的。不僅耗費了大量的人力物力，還很難實現環境參數的精確采集與控制，嚴重影響農業生產的經濟性和實用性。
[0003]Zigbee技術作為一種全新的信息獲取和處理技術，憑借功耗低、成本低、可靠性高等特點，逐漸成為研究熱點，并在環境監測、醫療護理和軍事等領域得到廣泛應用，被業界認為是最有可能應用在工控場合的無線方式。
【發明內容】
[0004]為了解決上述問題，本實用新型提供了一種基于Zigbee的新型溫室智能監控系統。
[0005]本實用新型基于Zigbee無線傳感器網絡，通過多個Zigbee終端設備連接的土壤溫濕度傳感器、溫度傳感器、空氣溫濕度傳感器、CO2傳感器、光照傳感器等實現對溫室中各個區域的溫濕度、溫度、CO2含量、光照強度和種植區土壤濕度等環境氣象信息的準確采集，并將采集到的數據發送到Zigbee網絡協調器;Zigbee網絡協調器可向各個Zigbee終端設備發送控制命令，控制繼電器開啟或關閉，同時Zigbee網絡協調器通過串口模塊將數據傳送到數據服務器，構成良好的人機界面，從而實現對溫室環境信息的實時監控。
[0006]一種基于Zigbee的新型溫室智能監控系統，包括Zigbee無線傳感器網絡和數據服務器;所述的Zigbee無線傳感網絡包括多個Zigbee終端設備和一個Zigbee網絡協調器;每個Zigbee終端設備包括CC2530模塊、串口模塊、傳感器和繼電器;所述傳感器包括溫度傳感器、CO2傳感器、溫濕度傳感器、光照強度傳感器、土壤水分傳感器;所述的Zigbee終端設備將所采集到的數據發送到所述的Zigbee網絡協調器，并接收來自Zigbee網絡協調器的控制命令;所述的Zigbee網絡協調器以CC2530擴展模塊為核心模塊，Zigbee網絡協調器與數據服務器通過串口模塊相連接;所述的多個Zigbee終端設備分別放置在溫室中的用戶區、種植區、養殖區和沼氣區，所述的繼電器分別位于溫室各個區域用于控制灌溉設備、燈光設備、排氣扇或供暖設備的開啟或關閉；所述的Zigbee網絡協調器和所述的數據服務器放置在用戶區。
[0007]本實用新型的有益效果是，將Zigbee技術運用到新型溫室監測系統中，實現對溫室各個區域環境參數的智能控制，真正實現了溫室四位一體內循環的生態農業，有效的解決了農業生產中費時費力的現象，實現數字化，精量化的農業生產，該實用新型具有低功耗、方便實用等特點，在現代農業生產中具有舉足輕重的使用價值和廣闊的市場推廣前景。
【附圖說明】
[0008]圖1是監測系統的整體示意圖。
[0009]圖2為用戶區網絡協調器的結構示意圖。
[0010]圖3為種植區終端設備的結構示意圖。
[0011]圖中:
[0012]I數據服務器2 Zigbee無線傳感器網絡3傳感器4灌溉設備5燈光設備6排氣扇7繼電器8暖氣片9供暖設備10 CC2530擴展模塊
【具體實施方式】
[0013]本實用新型所述的Zigbee無線傳感網絡模塊選用成都無線龍公司推出的C51RF-CC2530-PK無線Zigbee網絡開發套件，該套件基于TI公司生產的CC2530芯片，CC2530芯片具有符合2.4GHz的IEEE 802.15.4標準第二代片上系統，并移植了TI公司的2.5.1a協議棧。本實施例中如無特殊說明，均可采用現有設備或技術實現。
[0014]下面結合附圖和實例對本實用新型作進一步詳述:
[0015]如圖1所示，在新型溫室中布署Zigbee無線傳感器網絡，本實用新型包括數據服務器I和四個Zigbee無線傳感器網絡2。第一部分數據服務器I，用于存儲和顯示室內環境信息和設備運行情況，用戶區的Zigbee網絡協調器將各個區域采集的環境信息發送給數據服務器，同時攜帶傳感器采集用戶區的環境信息并向終端節點下發數據服務器指令，實現對終端設備的控制；第二部分是種植區Zigbee無線傳感器網絡，其作為終端節點攜帶多個傳感器和設備控制器，負責種植區的環境信息采集和設備運行控制；第三部分是養殖區Zigbee無線傳感器網絡，其作為終端節點攜帶傳感器和設備控制器，負責養殖區的環境信息采集和設備運行控制；第四部分是沼氣區Zigbee無線傳感器網絡，其作為終端節點攜帶傳感器和設備控制器，負責沼氣區的環境信息采集和設備運行控制。
[0016]如圖2所示，所述的用戶區Zigbee無線傳感器網絡包括CC2530擴展模塊10和串口模塊11，通過串口模塊與數據服務器通信;并作為無線傳感器網絡的協調器，通過ZigBee無線網絡與其他終端節點通信；攜帶傳感器3(包括DS18B20溫度傳感器和BMG-⑶2-NDIR CO2傳感器)，并控制繼電器7，實現對用戶區與種植區排氣扇6的控制。
[0017]如圖3所示，所述的種植區Zigbee無線傳感器網絡包括CC2530擴展模塊10，其作為無線傳感器網絡的終端節點，攜帶傳感器3(包括SHTlO空氣溫濕度傳感器、SWR-3土壤濕度傳感器、光照強度傳感器和BMG-C02-NDIR CO2傳感器)，并控制灌溉設備4和燈光設備5。
[0018]【具體實施方式】為:在新型溫室的種植區、養殖區、沼氣區等每一個區域都放置一個Zigbee無線傳感器網絡，其中種植區Zigbee無線傳感器網絡作為終端節點，利用其攜帶的SHTlO空氣溫濕度傳感器、SWR-3土壤濕度傳感器、光照強度傳感器和BMG-C02-NDIR CO2傳感器對種植區進行實時的環境信息采集;養殖區Zigbee無線傳感器網絡作為終端節點，利用其攜帶的DS18B20溫度傳感器和BMG-C02-NDIR CO2傳感器對養殖區進行實時的環境信息采集;沼氣區Zigbee無線傳感器網絡作為終端節點，利用其攜帶的DS18B20溫度傳感器對沼氣區進行實時的溫度信息采集;數據無線傳送給用戶區的網絡協調器，再由其通過串口發送到數據服務器，數據服務器中的上位機界面顯示整個溫室的環境信息；數據服務器可根據采集到的環境信息，下發控制命令，控制灌溉設備、燈光設備、排氣扇和供暖設備，進而實現對整個溫室的智能監控。
[0019]具體控制命令是:(1)當用戶區和養殖區溫度低于20°C時，沼氣區供暖設備啟動，將用戶區和養殖區溫度控制在20°C; (2)當用戶區和養殖區CO2濃度大于100ppm時，控制繼電器開啟排氣扇，實現與種植區空氣流通，將用戶區和養殖區的CO2濃度控制在100ppm以下；(3)當種植區土壤水分含量在17%以下時，開啟灌溉設備，將種植區土壤濕度控制在17%?44%; (4)當種植區光照強度低于30001UX時，開啟燈光設備，將種植區光照強度控制在30001UX; (4)所有的控制指令也可以通過用戶在服務器的上位機進行設定。
【主權項】
1.一種基于Zigbee的新型溫室智能監控系統，其特征在于包括Zigbee無線傳感器網絡和數據服務器;所述的Zigbee無線傳感網絡包括多個Zigbee終端設備和一個Zigbee網絡協調器;每個Zigbee終端設備包括CC2530模塊、串口模塊、傳感器和繼電器;所述傳感器包括溫度傳感器、CO2傳感器、溫濕度傳感器、光照強度傳感器和土壤水分傳感器;所述的Zigbee終端設備將所采集到的數據發送到所述的Zigbee網絡協調器，并接收來自Zigbee網絡協調器的控制命令;所述的Zigbee網絡協調器以CC2530擴展模塊為核心模塊，Zigbee網絡協調器與數據服務器通過串口模塊相連接;所述的多個Zigbee終端設備分別放置在溫室中的用戶區、種植區、養殖區和沼氣區;所述的繼電器分別用于控制灌溉設備、燈光設備、排氣扇或供暖設備的開啟或關閉。
【文檔編號】G08C17/02GK205485592SQ201620176476
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月8日
【發明人】蘭鵬, 畢建杰, 方陽陽
【申請人】山東農業大學