<p>第 38 卷第 1 期 中南民族大學(xué)學(xué)報 ( 自然科學(xué)版 ) Vol38 No12019 年 3 月 Journal of South-Central University for Nationalities( NatSciEdition) Mar2019收稿日期 2018-09-30作者簡介 雷建云 ( 1972-) ， 男 ， 教授 ， 博士 ， 研究方向 : 大數(shù)據(jù)與網(wǎng)絡(luò)空間安全 ， E-mail: leijianyun mailscueceducn基金項目 國家科技支撐計劃項目子課題 ( 2015BAD29B01) ; 農(nóng)業(yè)部軟科學(xué)研究課題 ( D201721) ; 湖北省自然科學(xué)基金資助項目 ( 2017CFC886) ; 中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費專項資金資助項目 ( CZY18015)基于ZigBee的低功耗蔬菜大棚遠程無線傳感測控系統(tǒng)雷建云 ， 韓崢嶸 ， 曾繁迪 ， 劉晶 ， 帖軍( 中南民族大學(xué) 計算機科學(xué)學(xué)院 ， 武漢 430074)摘 要 針對現(xiàn)有的智能蔬菜大棚造價成本高 ， 設(shè)備電池使用壽命短 ， 遠程自動化控制程度較低等問題 ， 基于ZigBee 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) ， 對現(xiàn)有的蔬菜大棚進行智能化改造 ， 設(shè)計了一套集低功耗數(shù)據(jù)監(jiān)測采集 、自動灌溉于一體的遠程設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng) 系統(tǒng)經(jīng)過聯(lián)調(diào)測試 ， 終端節(jié)點的休眠功耗達到了 A 級別 ， 解決了設(shè)備電池使用壽命短的問題 ， 達到了延長設(shè)備使用壽命的要求 ; 系統(tǒng)與微信公眾號結(jié)合實現(xiàn)了遠程監(jiān)控的功能 ， 可以實時查看監(jiān)測數(shù)據(jù) ， 遠程控制設(shè)備 ， 解決了傳統(tǒng)的智能蔬菜大棚遠程自動化控制程度低的問題 與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比實現(xiàn)了超低功耗運行 ， 為蔬菜大棚的可感知智能控制提供了新的技術(shù)手段 關(guān)鍵詞 智能蔬菜大棚 ; 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) ; 低功耗 ; 微信公眾號中圖分類號 TP274+5文獻標識碼 A 文章編號 1672-4321( 2019) 01-0131-07DOI 1012130/znmdzk20190123引用格式 雷建云 ， 韓崢嶸 ， 曾繁迪 ， 等 基于 ZigBee 的低功耗蔬菜大棚遠程無線傳感測控系統(tǒng) J 中南民族大學(xué)學(xué)報 ( 自然科學(xué)版 ) ， 2019， 38( 1) : 131-137LEI Jianyun， HAN Zhengrong， ZENG Fandi， et al emote wireless sensor measurement and control system of low powerconsumption vegetable greenhouse based on ZigBee J Journal of South-Central University for Nationalities ( NaturalScience Edition) ， 2019， 38( 1) : 131-137emote wireless sensor measurement and control system of lowpower consumption vegetable greenhouse based on ZigBeeLEI Jianyun， HAN Zhengrong， ZENG Fandi， LIU Jing， TIE Jun( College of Computer Science， South-Central University for Nationalities， Wuhan 430074， China)Abstract Aiming at the problems of high cost of existing intelligent vegetable greenhouses， short battery life ofequipment， and low extent of remote automation control， based on ZigBee wireless sensor network， intelligently transformexisting vegetable greenhouses and design a set of low power consumption remote equipment monitoring system thatconsumes data monitoring and collection and automatic irrigation After the system is tested by joint debugging， the sleeppower consumption of the terminal node reaches the A level， which solves the problem of short battery life of the deviceand meets the requirements for extending the service life of the device The system and the WeChat public number combineto realize the function of remote monitoring WeChat public number can view monitoring data in real time， remote controlequipment， and solve the problem of low degree of remote automation control of traditional intelligent vegetable greenhousesCompared with the traditional system， it achieves ultra-low power operation and provides new technical means for theintelligent control of vegetable greenhousesKeywords smart vegetable greenhouse; wireless sensor network; low power consumption; WeChat official account當前 ， 國內(nèi)關(guān)于環(huán)境監(jiān)測在棉田滴灌 1、蛋雞舍設(shè)施數(shù)字化 2、土壤墑情監(jiān)測 3、鉀肥生產(chǎn)原鹵井監(jiān)測 4、廢水處理 5、農(nóng)田信息采集 6和蔬菜大棚智能管控 7等特定產(chǎn)景中的應(yīng)用已經(jīng)有了突出的成果 外文文獻中也有此方面的研究 8-15: 利用ZigBee 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)溫室 、蔬菜大棚等環(huán)境的數(shù)據(jù)監(jiān)控 在工業(yè)生產(chǎn)中 ， 環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)可為系統(tǒng)提供決策支持 ; 在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中 ， 環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)是對農(nóng)作物進行各項農(nóng)事活動的參考依據(jù) 因此 ， 環(huán)境監(jiān)測對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)日趨重要 在農(nóng)作物生長環(huán)境監(jiān)測的相關(guān)研究中 ， 李瑋瑤等人 16根據(jù)農(nóng)業(yè)種植智能化的需要 ， 設(shè)計了基于ZigBee 技術(shù)的蔬菜大棚環(huán)境監(jiān)控 ， 實現(xiàn)了對蔬菜大棚中空氣 、土壤 、溫濕度 、二氧化碳濃度和光照強度等參數(shù)的監(jiān)測 ， 但該系統(tǒng)存在未做低功耗處理 、遠程監(jiān)控能力差等問題 王軍等人 17以解決有線農(nóng)業(yè)蔬菜大棚監(jiān)控系統(tǒng)維護復(fù)雜 、維護成本高等問題為目標 ， 設(shè)計了基于 ZigBee 的蔬菜大棚無線監(jiān)控系統(tǒng) ，但未實現(xiàn)遠程控制 ， 也未對 ZigBee 模塊做低功耗處理 也有人以低功耗為目標 ， 設(shè)計了大棚溫室環(huán)境下的超低功耗智能控制系統(tǒng) ， 但是未實現(xiàn)遠程控制 ， 且只實現(xiàn)了部分參數(shù)的自動調(diào)節(jié)功能 18針對以上問題 ， 本文以蔬菜大棚為研究對象 ， 以實現(xiàn)系統(tǒng)低功耗 、高可用 、易擴展為目標 ， 以 ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)為技術(shù)手段 ， 實現(xiàn)了基于 ZigBee 的低功耗蔬菜大棚遠程無線傳感測控系統(tǒng) 1 系統(tǒng)設(shè)計在原有的蔬菜大棚中部署各種傳感器和電氣設(shè)備 ， 不僅需要對各模塊的參數(shù)和性能做整體統(tǒng)籌 ， 還要兼顧各個模塊的使用環(huán)境和條件 ， 因地制宜地將原有蔬菜大棚改造成低功耗智能感知蔬菜大棚 根據(jù)本系統(tǒng)設(shè)計目標 ， 將蔬菜大棚分為 3 個模塊 ， 一是數(shù)據(jù)采集模塊 ， 完成整個蔬菜大棚的數(shù)據(jù)采集 、傳輸和解析等功能 ， 并實現(xiàn)低功耗 ; 二是電氣設(shè)備模塊 ，作為完成電氣設(shè)備遠程控制的基礎(chǔ) ， 此模塊通過解析指令 、控制繼電器等設(shè)備完成遠程控制功能 ; 三是微信公眾號模塊 ， 由微信公眾號為用戶提供友好的操作界面 19， 此部分主要完成用戶信息展示 、采集數(shù)據(jù)展示以及可視化遠程控制功能 11 硬件設(shè)計系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸流程如圖 1 所示 ， 系統(tǒng)中共有 3種節(jié)點 : 終端采集節(jié)點 、路由控制節(jié)點 、匯聚節(jié)點 終端采集節(jié)點主要負責數(shù)據(jù)采集工作 ， 連接低功耗傳感器 ( 溫濕度傳感器 DHT22， 土壤濕度傳感器 ， GY-30 光照傳感器 20等 ) 路由控制節(jié)點連接功耗較高的傳感器 ( 二氧化碳濃度傳感器 ， 風速風向傳感器 ，人體紅外探測傳感器 21等 ) ， 同時由路由控制節(jié)點來控制繼電器開關(guān)進而達到控制電磁門 、卷簾門 、窗 、風機的目的 匯聚節(jié)點通過串行接口與以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)模塊 W5500、Wi-Fi 模塊 ( ESP8266) 或 4G/GSM模塊相連 ， 并將數(shù)據(jù)打包后傳輸至網(wǎng)關(guān)模塊 系統(tǒng)中網(wǎng)關(guān)模塊完成對 ZigBee 協(xié)議數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換 ， 并將數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)椒?wù)器端 ， 為保證數(shù)據(jù)有效傳輸和安全性 ， 數(shù)據(jù)將通過 TCP 協(xié)議發(fā)送至服務(wù)器端 22圖 1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸圖Fig1 System data transfer diagram根據(jù)系統(tǒng)需求以及 Z-stack 協(xié)議棧的特點 ， 通過對終端采集節(jié)點和路由控制節(jié)點進行策略控制 ， 達到低功耗目的 控制策略如下 : 分別定義兩個應(yīng)用層任務(wù) : 采集任務(wù)和休眠任務(wù) 在采集任務(wù)中 ， 終端節(jié)點內(nèi)部定義采集事件 ( 設(shè)定節(jié)點為電源模式并讀取傳感器接口數(shù)據(jù) ) ， 打包數(shù)據(jù)并發(fā)送給匯聚節(jié)點 ， 定時器 T1秒后執(zhí)行休眠任務(wù) ; 進入休眠任務(wù)后 ， 節(jié)點執(zhí)行睡眠事件 ， 此時 ， 節(jié)點為電池模式 ， 無線接收機關(guān)閉 ， 定時器 T2秒后執(zhí)行采集任務(wù) ， 其中 T1、T2可以根據(jù)采集需要進行設(shè)置 為了達到最低休眠功耗 ， 將傳感器的電源引腳接在高驅(qū)動輸出 IO 引腳 ( P1_0 和 P1_1) 上而不是VCC 引腳上 經(jīng)萬用表測量 ， 兩個 IO 引腳的最高輸出電流可達 20 mA， 滿足溫濕度傳感器負載 ( 其他針腳的最大輸出電流均是 4 mA) 與此同時 ， 將未使用的 IO 引腳設(shè)置為輸入上拉 ， 防止浮空引腳 ， 減少電流消耗及不確定狀態(tài) 231 中南民族大學(xué)學(xué)報 ( 自然科學(xué)版 ) 第 38 卷此外 ， 需要在編譯選項中加入 POWE _SAVING 參數(shù) ， 使得節(jié)點開啟低功耗模式 ， 并修改f8wConfigcfg 配置文件中的常量變量設(shè)置為如下值 :-DPOLL_ATE=0 / /default 1000-DQUEUED_POLL_ATE=0 / /default 100-DESPONSE_POLL_ATE=0 / /default 100經(jīng)過上述設(shè)置后 ， 使得 ZigBee 終端節(jié)點能在低功耗模式下完成數(shù)據(jù)采集功能 在 ZigBee 路由節(jié)點實現(xiàn)對設(shè)備的自動化控制 ，多路繼電器是電氣設(shè)備控制的核心 ， 它與 ZigBee 路由節(jié)點的 IO 口連接 ， 通過 IO 口的高低電平變化來控制多路繼電器觸點的通斷 ， 達到控制電氣設(shè)備開啟和關(guān)閉的目的 LED 燈帶和發(fā)熱線給農(nóng)作物補光升溫 ， 布線簡單快捷 、經(jīng)濟環(huán)保 風機調(diào)節(jié)大棚的二氧化碳濃度 ， 當大棚內(nèi)的二氧化碳濃度過高時 ， 給農(nóng)作物補充氧氣 水箱 、增壓泵 、電磁閥和噴嘴構(gòu)成了灌溉硬件模塊 ， 與土壤濕度傳感器聯(lián)動 當檢測到土壤濕度低于一定的閥值時 ， 電磁閥開啟 ， 水流從噴嘴處噴出進行灌溉 整個過程無需另外架設(shè)管道 ， 非常適于現(xiàn)有蔬菜大棚的改造 ， 灌溉硬件模塊與 ZigBee網(wǎng)絡(luò)直接組成一套低成本小型自動灌溉系統(tǒng) ， 系統(tǒng)部署如圖 2 所示 圖 2 系統(tǒng)部署圖Fig2 System deployment diagram為節(jié)省成本 ， 本系統(tǒng)中所有大棚構(gòu)成一個局域網(wǎng) ， 每個大棚中的匯聚節(jié)點與網(wǎng)絡(luò)模塊直接進行數(shù)據(jù)傳輸 ， 并通過輪詢的方式實現(xiàn)遠程反向控制功能 12 軟件設(shè)計( 1) ZigBee 開發(fā)環(huán)境系統(tǒng)中 ZigBee 節(jié)點的業(yè)務(wù)邏輯代碼均在 IAEmbedded Workbench 開發(fā)環(huán)境中使用 C 語言開發(fā)完成 ， ZigBee 節(jié)點間的通信協(xié)議采用基于 Z-Stack-CC2530-251a 版本協(xié)議棧 ( 2) 網(wǎng)關(guān)模塊驅(qū)動開發(fā)分別采用 W5500 以太網(wǎng)模塊 、ESP8266 WIFI模塊 、SIM7600CE 4G 模塊 ， 使本身無法接入互聯(lián)網(wǎng)的 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)可以使用 3 種方式與遠程服務(wù)器通信 CC2530 使用對應(yīng)的 SPI 接口或 UAT 接口與網(wǎng)關(guān)模塊對接 ， 在 Z-Stack 協(xié)議棧中移植相關(guān)的設(shè)備驅(qū)動即可完成 ZigBee 協(xié)議到互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換 ( 3) 服務(wù)器中間件實現(xiàn)服務(wù)器中間件承擔了遠程手機終端設(shè)備與蔬菜大棚現(xiàn)場設(shè)備雙方數(shù)據(jù)交互的橋梁作用 ， 同時也是系統(tǒng)智能化自動化控制功能中至為關(guān)鍵的一環(huán) 服務(wù)器端運行 Python 中間件的業(yè)務(wù)流程圖如圖 3所示 圖 3 服務(wù)器中間件數(shù)據(jù)傳輸圖Fig3 Server middleware business flow chart( 4) 數(shù)據(jù)庫設(shè)計本系統(tǒng)中使用的數(shù)據(jù)庫版本為 MySQL55， 分別創(chuàng)建用戶信息表 、數(shù)據(jù)采集結(jié)果表 ， 分別用于驗證用戶身份和采集數(shù)據(jù)實時展示 ( 5) 微信平臺開發(fā)云服務(wù)器端使用 ThinkPHP5023 核心版框架 ，通過調(diào)用微信公眾號接口實現(xiàn)自動回復(fù) 、自定義菜單 、消息推送等功能 使用 PHP、ECharts 等技術(shù)實現(xiàn)前端展示頁面 ， 通過調(diào)用 Python 語言編寫的后端接口 ， 實現(xiàn)實時展示采集的環(huán)境數(shù)據(jù)和遠程控制等相關(guān)功能 2 系統(tǒng)實現(xiàn)21 硬件實現(xiàn)系統(tǒng)中 ZigBee 通信硬件模塊使用德州儀器公331第 1 期 雷建云 ， 等 : 基于 ZigBee 的低功耗蔬菜大棚遠程無線傳感測控系統(tǒng)司的 CC2530 增強型 51 內(nèi)核單片機 ， 與信號放大芯片 FX2401C 組成的 ZigBee 射頻模塊的最小系統(tǒng)原理圖如圖 4 所示 圖 4 CC2530+FX2401C 組成的 ZigBee 射頻模塊電路Fig4 CC2530+FX2401C composed ZigBee F module circuit schematicZigBee 終端節(jié)點 、路由節(jié)點 、匯聚節(jié)點 ( 協(xié)調(diào)器 ) 所采用的射頻模塊電路均相同 ， 只在業(yè)務(wù)邏輯代碼上有所區(qū)別 終端節(jié)點在低功耗模式下運行 ， 所有模塊均可以在鋰電池的工作電壓下正常運行 路由節(jié)點與 8路繼電器連接 ， 匯聚節(jié)點與網(wǎng)關(guān)模塊連接并進行數(shù)據(jù)傳輸 各節(jié)點硬件接線實物圖如圖 5 所示 圖 5 各節(jié)點接線實物圖Fig5 Physical map of each node wiring22 軟件實現(xiàn)( 1) 環(huán)境數(shù)據(jù)采集與遠程控制用戶打開手機上的微信公眾號即可實時查看蔬菜大棚內(nèi)的實時環(huán)境數(shù)據(jù)及變化趨勢 ， 并通過界面上的開關(guān)按鈕遠程控制風機 、水泵等可控制設(shè)備 ， 如圖 6( a) ， 圖 6( b) 所示 ( 2) 自動灌溉當土壤濕度傳感器監(jiān)測到土壤濕度低于某一個閥值時 ， 水泵開啟 ， 自動進行灌溉直至土壤濕度達到某一個值 ， 以保證土壤濕度在某一個恒定的值 ， 保證農(nóng)作物生長的最佳濕度環(huán)境 ( 3) 消息推送根據(jù)硬件設(shè)備的操作 ， 會給用戶推送不同消息 ，如自動灌溉 ， 自動換氣 ， 自動檢測是否有人靠近 ， 以達到實時消息推送的功能 ， 如圖 6( c) 所示 431 中南民族大學(xué)學(xué)報 ( 自然科學(xué)版 ) 第 38 卷圖 6 微信公眾號界面圖Fig6 WeChat public number interface map3 實驗及結(jié)果分析ZigBee 常用芯片 CC2530 的 4 種功耗模式如表 1 所示 :表 1 CC2530 的 4 種功耗模式Tab1 Four power consumption modes of the CC2530供電模式 高頻振蕩器 低頻振蕩器 數(shù)字核心模塊 參考電流全功能模式 16 或 32 MHz 晶振 32768 kHz 晶振 ON 30 mAPM1 無 32768 kHz 晶振 ON 200 APM2 無 32768 kHz 晶振 OFF 1 APM3 無 無 OFF 04 A對比表 1 中各工作模式 ZigBee 節(jié)點參考電流 ，CC2530 在 PM2 和 PM3 模式下功耗較低 ， 因此 ， 節(jié)點進入休眠狀態(tài)時 ， 優(yōu)先選擇 PM2 或 PM3 模式 由于節(jié)點進入 PM3 模式時 ， 會關(guān)閉所有低頻振蕩器 ，此時無法使用定時器產(chǎn)生中斷 ， 在沒有給予外部中斷或重新上電復(fù)位的情況下 ， 無法自主喚醒 ， 會導(dǎo)致節(jié)點一直處于低功耗模式而無法執(zhí)行應(yīng)用層任務(wù) 因此 ， 盡管 PM3 模式的電流相對于 PM2 模式略低 ，但本文選擇 PM2 模式休眠 在本文第 2 部分搭建的系統(tǒng)中 ， 使用萬用表測得以下數(shù)據(jù) :( 1) 路由節(jié)點在帶功率放大模塊的全功能模式下 ， 測得平均電流 Iactive為 34 mA; PM2 低功耗模式下 ， 測得平均電流 Isleep為 15 A; 喚醒時關(guān)閉接收機只發(fā)送數(shù)據(jù)測得的平均工作電流 Isend為 16 mA( 2) 設(shè)定路由節(jié)點休眠時低功耗模式的工作周期 tsleep為 3 s， 全功能模式時間 tactive為 50 ms， 喚醒時關(guān)閉接收機只發(fā)送數(shù)據(jù)的工作時間 tsend為 5 s( 3) 使用 2 節(jié) 5 號電池給路由節(jié)點供電 ， 單節(jié) 5號電池的容量為 1200 mAh， 路由節(jié)點的工作電壓 U為 33 V在等待喚醒指令時 ， 路由節(jié)點的能量損耗為 :Wactive+ Wsleep= Utactive0Iactivedt + Utsleep0Isleepdt，( 1)接收到外部喚醒指令后 ， 發(fā)送數(shù)據(jù)包的過程中 ， 路由節(jié)點的能量損耗為 :Wsend= Utsend0Isenddt， ( 2)路由節(jié)點在未采用休眠喚醒策略時的能量損耗為 :Wnormal= Utnormal0Iactivedt， ( 3)其中 tnormal為總的工作時長 ， 因此 ， 本系統(tǒng)中路由節(jié)點的總能耗計算公式為 :Wtotal= Wactive+ Wsleep+ Wsend=Utactive0Iactivedt + Utsleep0Isleepdt + Utsend0Isenddt， ( 4)節(jié)點工作時長 ttotal計算公式為 :531第 1 期 雷建云 ， 等 : 基于 ZigBee 的低功耗蔬菜大棚遠程無線傳感測控系統(tǒng)ttotal=Nbattery·WbatteryWtotal·T， ( 5)其中 Nbattery， Wbatiery分別表示使用的電池數(shù)量以及每節(jié)電池電量 ， T 表示數(shù)據(jù)采集的時間間隔 根據(jù)公式 ( 1) ( 5) 及測量到的數(shù)據(jù)可計算出在使用 2 節(jié) 5 號電池下 ， 路由節(jié)點在不使用低功耗休眠喚醒策略以及在不同數(shù)據(jù)采集間隔下的路由節(jié)點的理論工作時長 ， 結(jié)果如表 2 所示 表 2 路由節(jié)點在不同數(shù)據(jù)采集間隔下的工作時長Tab2 Working time of routing nodes under differentdata collection intervals采集間隔 理論工作時長 /d不使用低功耗休眠喚醒策略 3每隔 1/6 h 喚醒一次 ， 持續(xù)工作 1min 27每隔 05 h 喚醒一次 ， 持續(xù)工作 1min 61每隔 1h 喚醒一次 ， 持續(xù)工作 1min 90每隔 24h 喚醒一次 ， 持續(xù)工作 1min 171由表 2 可知 ， 在不同數(shù)據(jù)采集間隔下節(jié)點的工作時長隨著采集時間間隔的增加而增加 ， 而當節(jié)點不使用低功耗喚醒策略時 ， 節(jié)點理論工作時長僅為3d， 因此 ， 比傳統(tǒng)的未使用低功耗休眠喚醒策略有更高的使用價值 ， 可以有效延長節(jié)點使用壽命 4 結(jié)語本文實現(xiàn)了 ZigBee 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與微信公眾平臺在蔬菜大棚中的應(yīng)用 借助智能物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)實現(xiàn)對蔬菜大棚內(nèi)設(shè)備的自動控制 ， 在設(shè)定的環(huán)境參數(shù)內(nèi)自動作業(yè) ， 大幅提高了對環(huán)境條件的精準控制 ， 同時也減少了對人的依賴 ， 減輕了技術(shù)壓力 23本文主要從以下幾個方面突出了該智能監(jiān)測控制系統(tǒng)的實用性與創(chuàng)新性 ( 1) 低成本 、低功耗終端節(jié)點采用電池供電 ， 進行環(huán)境數(shù)據(jù)采集 ， 減少了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的各種電線 、網(wǎng)線布線過程 ， 并使用低功耗算法大大降低了耗能 ， 經(jīng)測試與計算 ， 單節(jié)電池大約可以使用一年以上而無需更換 現(xiàn)有的智能農(nóng)業(yè)大棚造價動輒 100 元 /m2以上 ， 而使用本文中的初期方案已經(jīng)可以實現(xiàn)環(huán)境數(shù)據(jù)采集與自動灌溉等基本功能 ， 整體成本約在幾百元內(nèi) ， 后期擴展其他的功能模塊所需的開銷也只是其他智能大棚成本的 1/10不到 因此非常適用于預(yù)算比較有限的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)地區(qū) ;( 2) 操作簡單 、可靠性高針對多數(shù)農(nóng)業(yè)從業(yè)人員的知識素養(yǎng)特點 ， 簡化了設(shè)備操作難度 ， 系統(tǒng)界面親和力高 ， 同時用戶在微信平臺上使用本系統(tǒng)增強了用戶粘性 系統(tǒng)具有硬件冗余 ， 可根據(jù)實際部署施工的難度 ， 有選擇性地通過以太網(wǎng) 、Wi-Fi、4G/GSM 三種方式接入互聯(lián)網(wǎng) ， 在條件苛刻的山區(qū)可以使用太陽能風能配合蓄電池給硬件模塊供電 ， 使得系統(tǒng)在極端環(huán)境下也能正常運行 ;( 3) 擴展能力強系統(tǒng)提供了豐富的軟硬件接口 ， 擴展能力強 ， 低功耗采集模塊得到的環(huán)境數(shù)據(jù)參考價值高 ， 為以后進行農(nóng)產(chǎn)品追溯 、平臺推廣提供了豐富的數(shù)據(jù)基礎(chǔ) 參 考 文 獻 1 薛濤 ， 杜岳峰 ， 田紀云 ， 等 基于 ZigBee 技術(shù)的棉田滴灌監(jiān)測與控制系統(tǒng) J 農(nóng)業(yè)機械學(xué)報 ， 2016， 47( S1) :261-266 2 孟超英 ， 王佳 ， 陳紅茜 ， 等 基于分布式對象的蛋雞舍設(shè)施養(yǎng)殖數(shù)字化智能監(jiān)測系統(tǒng) J 農(nóng)業(yè)機械學(xué)報 ， 2017，48( 10) : 292-299 3 王宗省 ， 蘇金娣 ， 宋炳輝 基于土壤墑情的聯(lián)棟大棚智能灌溉系統(tǒng)的設(shè)計 J 節(jié)水灌溉 ， 2017( 10) : 96-99 4 張小栓 ， 劉賀 ， 崔衍 ， 等 鉀肥生產(chǎn)原鹵井無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān) 測 系 統(tǒng) J 農(nóng) 業(yè) 工 程 學(xué) 報 ， 2017， 33 ( S1) :199-205 5 田微 ， 蔣畢 ， 毛騰躍 ， 等 微生物廢水處理產(chǎn)甲烷的自動控制系統(tǒng) J 中南民族大學(xué)學(xué)報 ( 自然科學(xué)版 ) ，2018， 37( 2) : 90-93 6 譚會君 ， 潘霞 基于嵌入式電子信息的農(nóng)田信息采集系統(tǒng)開發(fā) J 農(nóng)機化研究 ， 2019， 41( 4) : 238-241 7 李興澤 ， 王福平 基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)大棚智能管控系統(tǒng) J 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) ， 2018， 46( 1) : 181-183 8 LIU L， JIANG WDesign of vegetable greenhouse monitoringsystem based on ZigBee and GPS C / /IEEE2018 4thInternational Conference on Control， Automation andobotics Auckland: IEEE， 2018: 336-339 9 LUO Q， QIN L， LI X， et al The implementation ofwireless sensor and control system in greenhouse basedon ZigBee C / /IEEE35th Chinese Control ConferenceChengdu: IEEE， 2016: 8474-8478 10 TSAI C F， HUNG K C Campus greenhouse monitoringwith a simple ZigBee-based sensor network C / /IEEEInternational Conference on Advanced Materials forScience and Engineering Tainan: IEEE， 2016:305-308 11 LIU X， ZHANG T， LI B， et alWireless measurementand control system of environmental parameters ingreenhouse based on ZigBee technology C / /IEEE631 中南民族大學(xué)學(xué)報 ( 自然科學(xué)版 ) 第 38 卷2018 37th Chinese Control Conference Wuhan: IEEE，2018: 7268-7273 12 WANG X， HAN S， CAO N， et al emote monitorsystem design of Edible Fungus greenhouse basing onZigBee C / /IEEE 2017 IEEE InternationalConference on Computational Science and Engineeringand Embedded and Ubiquitous Computing Guangzhou:IEEE， 2017: 328-331 13 XING X， SONG J， LIN L， et al Development ofintelligent information monitoring system in greenhousebased on wireless sensor network C / /IEEE 2017 4thInternational Conference on Information Science andControl Engineering Changsha: IEEE， 2017: 970-974 14 LIU Y， BI C The design of greenhouse monitoringsystem based on ZigBee WSNs C / /IEEE 2017 IEEEInternational Conference on Computational Science andEngineering and Embedded and Ubiquitous ComputingGuangzhou: IEEE， 2017: 430-433 15 CHEN F， QIN L， LI X， et alDesign and implementation ofZigBee wireless sensor and control network system ingreenhouse C / /IEEE 2017 36th Chinese ControlConference Dalian: IEEE， 2017: 8982-8986 16 李瑋瑤 ， 王建璽 ， 王巍 基于 ZigBee 的蔬菜大棚環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 J 現(xiàn)代電子技術(shù) ， 2015， 38( 12) :51-54 17 王軍 ， 孫健程 ， 曾靜 基于 ZigBee 的蔬菜大棚無線監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 J 計算機工程與設(shè)計 ， 2013， 34( 3) :1126-1131 18 魏純 ， 劉紅艷 溫室超低功耗無線傳感器智控系統(tǒng)設(shè)計 基于 MSP430 和 ZigBee J 農(nóng) 機 化 研 究 ，2017， 39( 1) : 207-211 19 毛威 ， 來智勇 ， 耿楠 基于 WSN 的溫室智能灌溉系統(tǒng)軟件設(shè)計 J 現(xiàn)代電子技術(shù) ， 2017， 40 ( 16) : 5-9 20 馮榮華 ， 王強 ， 葉大鵬 基于 ZigBee 技術(shù)的蔬菜大棚分布式多點監(jiān)控系統(tǒng) J 福建師范大學(xué)學(xué)報 ( 自然科學(xué)版 ) ， 2016， 32( 5) : 24-27 21 唐英姿 ， 蔣峰 遠程無線高精度溫室大棚環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 J 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) ， 2017， 45( 15) : 217-222 22 李勇峰 ， 閆星位 ， 黃娟 ， 等 基于 Android 的藏漢雙語大棚遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) J 電視技術(shù) ， 2017，41( Z4) : 198-202 23 龔尚福 ， 潘虹 智能溫室大棚監(jiān)控系統(tǒng)的研究與設(shè)計 J 現(xiàn)代電子技術(shù) ， 2017， 40( 19) : 119-122( 責任編輯 曹 東 )731第 1 期 雷建云 ， 等 : 基于 ZigBee 的低功耗蔬菜大棚遠程無線傳感測控系統(tǒng)</p>