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        基于Zigbee的環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

        2019-06-11 03:10:51楊婉琪劉玥萱張峻瑋
        關(guān)鍵詞:ZigBee技術(shù)環(huán)境參數(shù)養(yǎng)殖場(chǎng)

        楊婉琪 劉玥萱 張峻瑋

        摘 ? 要:快速有效的檢測(cè)養(yǎng)殖場(chǎng)的環(huán)境參數(shù)是養(yǎng)殖業(yè)所面臨的重要問(wèn)題,本文以養(yǎng)殖場(chǎng)的環(huán)境參數(shù)檢測(cè)為目標(biāo),設(shè)計(jì)了環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用DHT11傳感器、MQ135氣體傳感器、光照傳感器、CC2530單片機(jī),利用Zigbee無(wú)線(xiàn)通信技術(shù),對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)的溫濕度、氨氣濃度和光照強(qiáng)度等環(huán)境參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè),并實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)和下位機(jī)的實(shí)時(shí)顯示,可以隨時(shí)觀察環(huán)境參數(shù)的變化。經(jīng)實(shí)驗(yàn),該系統(tǒng)具有監(jiān)控范圍廣、速度快、精度高、無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)布線(xiàn)等優(yōu)點(diǎn),有效地實(shí)現(xiàn)了對(duì)環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),為養(yǎng)殖業(yè)生態(tài)環(huán)境信息系統(tǒng)的綜合使用提供了技術(shù)支持。

        關(guān)鍵詞:環(huán)境參數(shù) ?檢測(cè) ?Zigbee技術(shù) ?養(yǎng)殖場(chǎng)

        中圖分類(lèi)號(hào):TP319 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào):1674-098X(2019)02(c)-0125-02

        環(huán)境參數(shù)對(duì)養(yǎng)殖物能否健康生長(zhǎng)起著至關(guān)重要的作用,所以如何快速有效地檢測(cè)環(huán)境參數(shù)成為養(yǎng)殖業(yè)的一個(gè)重要問(wèn)題,Zigbee技術(shù)是一種低功耗、低成本、安全性高的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)。本設(shè)計(jì)以養(yǎng)殖場(chǎng)為例,應(yīng)用Zigbee技術(shù)對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)的環(huán)境參數(shù)進(jìn)行檢測(cè),及早發(fā)現(xiàn)病情來(lái)改善動(dòng)物健康狀況,進(jìn)而獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。

        1 ?系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

        系統(tǒng)通過(guò)上位機(jī)和下位機(jī)結(jié)合的方式,對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)的環(huán)境參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

        系統(tǒng)使用CC2530芯片作為控制核心,向傳感器模塊發(fā)送指令,采集溫度、濕度、光照強(qiáng)度和氨氣濃度四個(gè)參數(shù)的數(shù)據(jù),通過(guò)串口將數(shù)據(jù)發(fā)送給顯示模塊實(shí)現(xiàn)下位機(jī)顯示;數(shù)據(jù)同時(shí)發(fā)送給Zigbee終端,通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)絑igbee協(xié)調(diào)器,再發(fā)送給上位機(jī),實(shí)現(xiàn)上位機(jī)顯示。

        2 ?工作原理

        2.1 采集模塊

        傳感器模塊負(fù)責(zé)環(huán)境參數(shù)的采集,由DHT11溫濕度傳感器采集空氣的溫濕度、由MQ135氣體傳感器采集空氣中的氨氣濃度、由光照傳感器GY-30采集光照強(qiáng)度。

        2.2 無(wú)線(xiàn)通信模塊

        Zigbee技術(shù)作為雙向無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)中的一種,具有快速、成本低、容量高、功耗低的優(yōu)點(diǎn),兩節(jié)點(diǎn)之間可在10~100m范圍內(nèi)進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信,增加RF發(fā)射功率能提高至1~3000m,所以本設(shè)計(jì)使用Zigbee 技術(shù)。

        2.3 顯示模塊

        顯示分為上位機(jī)顯示和下位機(jī)顯示兩種。上位機(jī)顯示即監(jiān)控中心,利用Visual Studio設(shè)計(jì)監(jiān)控界面,下位機(jī)顯示使用OLED顯示屏實(shí)現(xiàn)。

        3 ?系統(tǒng)調(diào)試

        系統(tǒng)設(shè)計(jì)分為3個(gè)部分,一是Zigbee終端,負(fù)責(zé)環(huán)境參數(shù)采集、收發(fā)數(shù)據(jù)和OLED顯示;二是Zigbee協(xié)調(diào)器,負(fù)責(zé)組建網(wǎng)絡(luò)、發(fā)送數(shù)據(jù)給上位機(jī);三是監(jiān)控中心,負(fù)責(zé)上位機(jī)顯示。

        接通電源后,Zigbee協(xié)調(diào)器組建網(wǎng)絡(luò),Zigbee終端加入網(wǎng)絡(luò),定時(shí)時(shí)間到后,Zigbee協(xié)調(diào)器發(fā)送數(shù)據(jù)給Zigbee終端,Zigbee終端發(fā)送采集指令,將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給OLED,實(shí)現(xiàn)下位機(jī)顯示;Zigbee終端同時(shí)將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給Zigbee協(xié)調(diào)器,實(shí)現(xiàn)上位機(jī)顯示。流程如圖2所示。

        接通電源,上位機(jī)顯示如圖3所示,下位機(jī)顯示如圖4所示,均實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前環(huán)境的溫度、濕度、氨氣濃度和光照強(qiáng)度。

        3 ?結(jié)論

        本文設(shè)計(jì)的環(huán)境參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)基于Zigbee技術(shù),實(shí)現(xiàn)了對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)環(huán)境參數(shù)的智能檢測(cè),該系統(tǒng)有著監(jiān)控范圍廣、精度高、速度快、無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)布線(xiàn)等優(yōu)點(diǎn),為養(yǎng)殖業(yè)生態(tài)信息系統(tǒng)的綜合使用提供了技術(shù)支撐。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 許東,操文元,孫茜.基于CC2530 的環(huán)境監(jiān)測(cè)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用,2013,33(S2):17-20.

        [2] 王樂(lè),王廣龍,喬中濤.基于 ZigBee的特種裝備貯運(yùn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制,2016,24(8):137-140.

        [3] 王風(fēng).基于CC2530的ZigBee無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].西安電子科技大學(xué),2012.

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