科技风 2019 年 4 月 科技创新 : DOI 10．19392 / j．cnki．1671-7341．201910009 基于 ZigBee 技术的智能草莓大棚控制系统设计 张 聪 赵鑫媛 张太宇 河北农业大学 河北保定 071000 摘 要: 近几年，物联网行业迅猛发展，物联网的定义是指通过射频识别，红外感知，全球定位系统，激光扫描等信息传感设 备，按照约定的协议。把何物体与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智慧化识别定位、跟踪监控和管理的一种网络。 由于传统草莓大棚管理繁琐，人力成本高，效率低，我们将物联网技术与传统大棚相结合，设计了一种基于 ZigBee 的智能草莓大棚 控制系统。本文主要通过 ZigBee 网络，终端节点采集出来信息，发送给协调器，反馈到 PC 机进行数据对比，判断并作出对策使棚 内温度、湿度、CO2 浓度等指标控制在正常范围内。 关键词: 智能草莓大棚; ZigBee; CC2530; Internet of things 。 。 。 ZigBee 湿度 、 微喷灌溉 、 在智能温室大棚中种植草莓，需要特别关注空气温度 光 、 照度和土壤温湿度的变化，这些环境因子都是影响水果产量和 故设计了智能控制系统，节约了人力成本， 品质的关键因素 而且比传统大棚更加精确高效完成管理任务，通过 调 控，温度 水 、 风机 泵 各部 、 分采用 该方案针对于温室大棚的智能化管 理十分有效，智能大棚不仅可以感知棚内温度 湿度等环境因 、 子的变化，而且可以记录下这些重要的监测数据，并进行分析， 指导大棚内的草莓生产 CC2530 浓度传感器进行信息的采集，卷膜机 继电器进行环境的维持 、 、CO2 电磁阀门 、 进行通讯 控制中心和执行应用部分 器进行 识 别 组成 。 1 系统总体方案设计 系统方案的设计主要包括三个部分分别是感知识别部分， 感知识别部分主要为相应的传感 机 、 电磁 微喷灌溉 、 、 CC2530 阀门 终端节点将采 机，然后控制中心通过云 集到的数据传送到协调器反馈到 计算等技术对信息智能处理来判断是否执行应用使棚内环境 达到正常 处 理 执行应用部分由卷膜机 水泵 、 感知识别部分 。 继电器组成 、 控 制 中 心 由 按 键 上 传 的 过 程 风机 、 ZigBee 、PC PC 、 。 、 。 。 土壤温湿度参数 2 系统的硬件设计 2．1 数据采集装置 2．1．1 温度传感器，探针材料采用德国公司进口 精密铂电阻，能够测量土壤温度，测量范围在 测量精度上下 ( 可根据需要选择输出信号) ，响应时间和稳定时间均小于 -30℃ ～ 70℃ 或 ，输出信号为 4 ～ 20mA 0．15℃ 级 A ST-1-PT1000 之间， 0 ～ 2 /5 /10V DC 秒 。 1 。 机 、PC 机主要进行数 据的显示，按键进行对校准数据的设置，调整适应草莓的生长 设备的控制中心，通过软件设置可以 环境 实现数据的发送和接受，实现 路由器和 。CC2530 协调器 、CC2530 Zigbee 组成 。PC 是 、Zigbee Zigbee 终端设备三种角色的各种功能 。 Zigbee 2．3 执行应用部分 执行应用部分由卷膜机 继电器组成 。 水泵 、 微喷灌溉 、 电磁阀门 、 风机 、 、 传感器 2．1．2 CO2 红外二氧化碳传感器， 10 25mA / h ; 测 量 范 围: 33×33×12．7mm 传感器( 电流 数; 并且提供串口和 I2C 块是世界上最小 最轻的 、 2．2 控制中心 控制中心由按键 ) ; 用户使用简单; 供电电压为 年以上使用寿命; 是尺寸最小的 ，消耗 读 传感器模 ± 30ppm ± 5% ; 精 度 高: 5V 0-5000ppm 数字通讯接口 。S-100 CO2 技术 NDIＲ CO2 传感器 。 3 系统的软件设计 c PC ZigBee 水泵 、 相协作 由器 具体过程如图所示，初始化系统后， 为了保持大棚内生态环境的稳定，我们要实三个部分的互 路 、 协调器 语言编程进行自组网，将传感器嵌入 。 终端节点通过 、 Zig- 的终端节点，进行数据采集，将数据中心发来的数据进行更 Bee 新，通过协调器显示在 机上，判断数据是否正常，若正常进 行复位，重新对数据进行采集，若数据不正常，发送指令到执行 器，选择卷膜机 继电器并决 、 定是否开启 4 结语 本设计只是从一般大棚管理最基本的需求出发提出了性 价比比较高的一种系统设计方案，若对于大模规大棚的智能控 来进行信号的无线传输，还可加入视 制管理，则可以选用 笔者相信， 频监控系统以及手机电脑等终端实时管理系统等 。 随着科技的发展，未来的智能大棚管理一定会更高效 更科学 微喷灌溉 、 电磁阀门 、 更智能 、 风机 、 WiFi 。 、 。 参考文献: ［1］杨颖红，汪力纯，毛增闯．基于 Zigbee 的智能大棚控制 系统的研究［J］．电子测试，2015( 17) : 14-17． ［2］陈坤铭，亓相涛．基于 ZigBee 技术的智能农业大棚设计 ［J］．电脑知识与技术，2017，13( 21) : 176-178． 作者简介: 张聪( 1998-) ，男，汉族，河北沧州人，本科在读， 研究方向: 物联网技术。 11