基于CC2530DE ZIGBIEE的温室大棚智能监控系统
摘要：针对传统人工采集费时费力和有线监控布线复杂、维护困难的局限性，将传感器与ZigBee无线网络技术相结合，提出了无线传感网络的智能温室大棚监控系统的设计方案。该系统利用ZigBee技术实现对采集数据及信息的无线收发，通过公共网关接口CGI将数据和控制信息传送到互联网。操作人员可从远距离的PC机上实时查看数据、实施控制，从而实现了真正意义的远程监控。
关键词：ZigBee；无线网络；传感器；温室控制；CGI
温室控制技术随着温室农业的发展应运而生，传统的人工检测和控制方法费时费力，计算机的采用代表着它发展的逐步成熟；有线传输面临着布线复杂、维护和更新升级困难，而无线传感网络技术的诞生给它带来了一场全新的革命。
本文提出了一种基于ZigBee无线网络技术的智能温室大棚监控系统设计方案，通过对影响植物生长的光照、湿度、温度等几个重要因素进行实时的智能化监测和控制，同时还可以通过手机短信通知农户。文中重点介绍了基于ZStack的应用程序开发，实现了对温室内多种信息的远程监测、处理和控制。
1 ZigBee无线网络技术
ZigBee是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术【l】。它是建立在IEEE 802．15．4t2I标准之上的，IEEE规定了ZigBee的物理层和媒体接入控制层，网络层、应用支持子层和高层应用规范由ZigBee联盟制定。ZigBee协议规定了三个可用频段868MHz、915MHz和2．4GHz，分别提供1个、10个和16个共计27个信道。其中2．4 GHz为全球通用频段，传输速率达250 kb／st 31。
2系统总体设计
2．1系统结构
以自动控制原理为理论基础，应用传感器与执行器件构成闭环控制系统。传感器节点配有传感器感知植物的生长环境，控制节点配有执行器件控制执行器件改善植物生长环境。传感器节点与控制节点相互配合，共同为植物提供适宜的生长环境。
本系统由无线传感器网络、网关和主控中心组成。无线传感器网络是物联网的神经末梢，负责感知环境的变化，并将数据通过网关传输到互联网。系统结构如图1所示。
2．2网关系统结构
网关是互联网与无线传感器网络之间的数据通信桥梁。本方案提供了三种网关接入方式：本地访问、手机访问和互联网访问。网关系统结构如图2所示。
2．3传感器网络结构
ZigBee网络存在三种逻辑设备类型，即协调器、路由器、终端设备，并且在一个ZigBee网络中有且只有一个协调器。当协调器被激活后．它就会建立一个自己的网络。本方案采用的是星型网络，在星型网络结构中有一个唯一的PAN主协调器．通过选择一个PAN标识符确保网络的唯一性。路由或终端都可以加人到这个网络中来。系统的传感器网络结构如图3所示。
功能模块如图4所示。RF的输入，输出是高阻和差动的，用于RF口最合适的差动负载是(115+180n)。当使用不平衡天线时为了优化性能，应当使用不平衡变压器。由于CC2430的工作电雎为3．3V，所以要用电压转换模块把5 V降到3．3V。CC2430可以同时接32MHz和32．768 kHz的两种频率的晶振电路．以满足不同的要求。串口模块用于调器将无线接收的数据信息传送给网关，同时传送过来的
控制命令。LED指示灯用于显示网络连接状态。
3．2传感器节点硬件设计
无线传感器节点由各种数据采集模块、CC2430数据传输模块、电源模块和外部数据存储等功能模块组成，功能模块如图5所示。数据采集模块负责采集监测区域的温度、湿度、光照强度等信息并完成数据转换；CC2430数据传输模块负责与路由节点进行无线数据交换、传输采集数据、接收控制命令。外部数据存储模块用来保存传感器节点采集的数据。电源管理模块采用两节5号干电池。LED指示灯显示加入或退出网络的状态。
用程序开发；主控中心Web应用程序开发本文着重实现基于Z—Stack的应用程序开发。
4．1 ZigBee协议栈．
ZigBee协议栈由一组子层构成，每一层向它的上层提供数据和管理服务，分别为物理层(PHY)、媒体访问控制层(MAC)、网络层(NWK)和应用层(ADL)，应用层又分为：应用支持子层(APS)、ZigBee设备对象(ZDO)和由制造商制定的应用对象【2'4。5】。
实际开发中根据需要将协议栈的层次又做了细化。Z—Stack中的硬件抽象层HAL 提供各种硬件模块的驱动，基于HAL之上是操作系统抽象层OSAL。OSAL实现了一个易用的操作系统平台，以实现多任务为核心的系统资源管理机制。Z—Stack 采用操作系统的思想来构建，采用事件轮循机制，当各个层初始化完成后，系统将会进入低功耗模式，当有事件发生时，系统立刻被唤醒，并转而进入中断处理事件，处理完成后再次进入低功耗模式，减少功耗。OSAL把优先级放在了最重要的地位。当在处理的任务中有两个以上事件待处理，处理完一件后，也要去查询优先级更高的任务。赋予优先级高的任务最大的权利，尽可能保证高优先级任务的每一个事件都能得到最及时的处理。
4．2无线传感网软件平台搭建
操作系统是通过调度各项任务来使整个系统协调运作起来的。对不同类型设备的
处理作为一个任务，把新建的任务添加到系统中，操作系统便会把新任务与协议栈融合到一起，使系统具备新的功能，即完成了无线传感器网络软件平台的搭建。
(1)建立任务：任务初始化函数的建立任务初始化函数要做两件事，首先是为任务获取系统分配的任务ID，最后是初始化运行任务所需的硬件资源及变量。
任务初始化函数的格式为：XXX—Init(unsignedchar task—id)
(XXX_TaskID=task—id；初始化任务运行所需的硬件资源及变量。
1其中“XXX”表示任务的名称。“XXX_TaskID”是用户自己定义的变量，用于存储任ID号。
(2)建立任务：任务事件处理函数的建立对模块的各种外部变化操作系统以事件的方式来处理，不同的宏定义代表不同事件，比如：KEY—CHANGE为按键事件；ZDO—STATE—CHANGE为网络状态变化事件；AF_INCOMING_MSG_CMD表示接收到其他节点发送来的数据，该事件为无线处理的重要事件。任务事件处理函数原型为：uintl6 Sample—ProcessEv—ent(uint8 task—id，uintl6 events)；形参task —id为任务ID号，events为事件代号。
f3)添加任务
所有的任务添加都是在应用层App／OSAL_Sam—pleApp．C中通过osalTaskAdd()函数添加一个OSAL任务，函数原型为：
void osalTaskAdd(const pTasklnitFn pfninit，constpTaskEventHandlerFn pfnEventProcessor，const byte taskPriority)
参数1：pfnlnit(指向任务初始化函数的指针)；
参数2：pfnEventProcessor(指向任务事件处理函数的指针)；参数3：taskPriority(任务优先级)。
4．3 ZigBee网络通信设置与组网
4．3．1网络通信设置
在Tools／f8wConfig．cfg配置文件中定义了工程相关的网络通信设置。其中比较重要的是ZigBee通信相关的信道通道的设置和PAN ID的设置。用户可以通过更改该文件中的相关定义来控制ZigBee网络的通道和PANID，以此来解决多个ZigBee网络的冲突问题。信道是数据在物理层传输时使用的通道；PIN ID为ZigBee网络的标示符，用来区别不同的网络。除此之外，在启动网络前还需要
修改模块的物理地址。在ZigBee网络中，无论是协调器还是路由器或终端节点，每个模块都有自己唯一的64位物理地址。物理地址的修改有两种方式，一种是通过Zmain／Zmain．C中的zmain—ext_addr()函数设置；另一种是使用ChipconFlashPro，grammer软件。默认地址0xFF FF FF FF FF FF FF FF为无效的，除此之外都是有效的，且保证在网络中的唯一性即可。
4．3．2网络组建
(1)协调器格式化网络
协调器将扫描DEFAULT-CHANLIST指定的通道，最后在其中之一上形成网络。如果ZDAPtCONFIG_PAN—ID被定义为0xFFFF，则协调器将根据自身的IEEE地址建立一个随机的PAN ID。如果ZDAPP_CONFIG_P'AN_ID没有被定义为0xFFFF，则协调器建立网络的PAN ID将由ZDAPP_CONFIG_PAN—ID指定，通常这个值介于0～Ox3FFF。
(2)路由器和终端设备加入网络
路由器和终端设备启动后，将扫描DEFAULT_CHAN．LIST指定的频道。如果ZDAPP_CONFIG PAN—ID没有被定义为0xFFFF，则路由器或终端将强制加入ZDAPP_CON．FIG_PAN—ID定义的网络。反之随机加入网络。
4．4数据传输
本系统中涉及的数据传输方式有两种：无线收发和串口收发。其中节点向协调器发送采集信息、协调器向控制节点发送控制信息是通过无线收发实现的；协调器将采集信息传送给网关、网关向协调器发送控制命令是通过串口收发实现的。4．4．1无线数据收发
(1)无线发送
系统中采用短地址方式发送数据，数据以帧格式传输。在发送前按照协议规定的帧形式构建数据帧，然后调用无线发送函数。函数原型为：uint8 SendData(uint88buf，uintl6 addr，uint8 Leng)；buf为发送数据指针；addr 为目的地址；Leng发送数据长度。
(2)无线接收
对于无线接收并没有像发送一样单独地处理函数，而是在任务处理函数中通过处理无线接收数据事件来完成处理的，具体函数如下：
uintl6 SampleApp_ProcessEvent(uint8 task—id，uintl6events)
{
switch(MSGpkt->hdr．event)
{
case
AF_INCOMING_MSG_CMD：SampleApp—Message
(MSGpkt)；break；
)
)
其中AF_INCOMING_MSG_CMD为无线接收事件宏定义，SampleApp—MessageMSGCB 0函数为具体接收事件的处理函数。
4．4．2串口数据收发
系统中所用的串口为无线芯片CC2430自带资源，通过自定义串口收发函数来使用该资源，从而实现网关与协调器节点数据传输。
串口发送函数原型为：
void
UartTX_Send_String(char 4Data，int len)；串口接收函数原型为：
char
UartRX—Receive_Char(void)；
伴随着物联网概念的普及，基于ZigBee的无线传感器网络技术得到越来越广泛的应用。本文将ZigBee网络技术应用于温室监控系统中，介绍了系统总体架构和无线传感器网络部分的软、硬件设计及实现过程，重点介绍了无线网络的构建与数据传输。与网关及上层应用程序整合后该系统能实时、准确地测量并显示温室内各点的数据信息，使管理者能够及时了解农作物的生长环境，从而及时、有效地采取措施，在保证作物健康成长的前提下提高产量、增加收益。如果更换采集节点的传感器，则该监控系统可以应用于不同的场合具有广阔的应用前景。
托普物联网简介
托普物联网是浙江托普仪器有限公司旗下的重要项目。浙江托普仪器是国内领先的农业仪器研发生产商，依据自身在农业领域的研发实力，和自主研发的配
套设备，在农业物联网领域崭露头角！
托普物联网以客户需求为源头，结合现代农业科技、通信技术、计算机技术、GIS信息技术，以及物联网技术，竭诚为传统行业提供信息化、智能化的产品与端到端的解决方案。主要有：大田种植智能解决方案、畜牧养殖管理解决方案、食品安全溯源解决方案、食用菌种植智能化管理解决方案、水产养殖管理解决方案、温室大棚智能控制解决方案等。
托普物联网三大系统产品
我们知道物联网主要包括三大层次，即感知层、传输层和应用层。因此托普物联网产品主要以这三个层次延伸，涵盖了感知系统（环境监测传感设备）、传输系统（数据传输处理网络）、应用系统（终端智能控制平台。）
托普物联网模块化智能集成系统
托普物联网依据自身研发优势，开发了多种模块化智能集成系统。
1、传感模块：即环境传感监测系统。它依据各类传感设备可以完成整个园区或完成对异地园区所需数据监测的功能。
2、终端模块：即终端智能控制系统。它可以完成整个园区或远程控制异地园区进行自动灌溉、自动降温、自动开启风机，自动补光及遮阳，自动卷帘，自动开窗关窗，自动液体肥料施肥、自动喷药等各类农业生产所需的自动控制。
3、视频监控模块：即实时视频监控系统。主要是通过监控中心实时得到植物生长信息，在监控中心或异地互联网上既可随时看到作物的实时生长状况。
4、预警模块：即远程植保预警系统。可以通过声光报警、短信报警、语音报警等方式进行预警。
5、溯源模块：即农产品安全溯源系统。该系统对农产品从种植准备阶段、种植和培育阶段、生长阶段、收获阶段等对作物生长环境、喷药施肥情况、病虫害状况等实施实时信息自动记录，有据可查，在储藏、运输、销售阶段采用二维码或者RFID射频技术对各个阶段数据记录，这样就能实现消费者拿到农产品时通过
终端设备或网络就能查看到各类信息，才能放心食用。
6、作业模块：即中央控制室。可通过总控室对整个区域情况进行监测，包括各个区域采集点参数、控制作业状态、实时视频图像、施肥喷药状况、报警信息等。
参考文献
[1]李文仲，段朝玉．ZigBee无线网络技术入门与实战[M】．北京：北京航空航天大学出版社，2007．
[2]IEEE802．15．4-2003Std：Wireless Medium Access Control(MAC)and Physical Layer(PHY)Specificationsfor Low—Rate Wireless Personal AreaNetworks(LR-WPANs)[2010-08】．http：／／www．ieee802．org／．[3】任秀丽，于海斌．ZigBee无线通信协议实现技术的研究【J]．计算机工程与应用，2007，43(6)：143—145．
【4】蔡文晶，秦会斌．基于ZigBee精简协议的无线数据采集系统[J]．机电工程，2011，28(2)：224-226．
南京航空航天大学 硕士学位论文 基于无线传感器网络的环境监测系统设计与实现 姓名：耿长剑 申请学位级别：硕士 专业：电路与系统 指导教师：王成华 20090101
南京航空航天大学硕士学位论文 摘要 无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）是一种集成了计算机技术、通信技术、传感器技术的新型智能监控网络，已成为当前无线通信领域研究的热点。 随着生活水平的提高，环境问题开始得到人们的重视。传统的环境监测系统由于传感器成本高，部署比较困难，并且维护成本高，因此很难应用。本文以环境温度和湿度监控为应用背景，实现了一种基于无线传感器网络的监测系统。 本系统将传感器节点部署在监测区域内，通过自组网的方式构成传感器网络，每个节点采集的数据经过多跳的方式路由到汇聚节点，汇聚节点将数据经过初步处理后存储到数据中心，远程用户可以通过网络访问采集的数据。基于CC2430无线单片机设计了无线传感器网络传感器节点，主要完成了温湿度传感器SHT10的软硬件设计和部分无线通讯程序的设计。以PXA270为处理器的汇聚节点，完成了嵌入式Linux系统的构建，将Linux2.6内核剪裁移植到平台上，并且实现了JFFS2根文件系统。为了方便调试和数据的传输，还开发了网络设备驱动程序。 测试表明，各个节点能够正确的采集温度和湿度信息，并且通信良好，信号稳定。本系统易于部署，降低了开发和维护成本，并且可以通过无线通信方式获取数据或进行远程控制，使用和维护方便。 关键词：无线传感器网络，环境监测，温湿度传感器，嵌入式Linux，设备驱动
Abstract Wireless Sensor Network, a new intelligent control and monitoring network combining sensor technology with computer and communication technology, has become a hot spot in the field of wireless communication. With the improvement of living standards, people pay more attention to environmental issues. Because of the high maintenance cost and complexity of dispose, traditional environmental monitoring system is restricted in several applications. In order to surveil the temperature and humidity of the environment, a new surveillance system based on WSN is implemented in this thesis. Sensor nodes are placed in the surveillance area casually and they construct ad hoc network automatieally. Sensor nodes send the collection data to the sink node via multi-hop routing, which is determined by a specific routing protocol. Then sink node reveives data and sends it to the remoted database server, remote users can access data through Internet. The wireless sensor network node is designed based on a wireless mcu CC2430, in which we mainly design the temperature and humidity sensors’ hardware and software as well as part of the wireless communications program. Sink node's processors is PXA270, in which we construct the sink node embedded Linux System. Port the Linux2.6 core to the platform, then implement the JFFS2 root file system. In order to facilitate debugging and data transmission, the thesis also develops the network device driver. Testing showed that each node can collect the right temperature and humidity information, and the communication is stable and good. The system is easy to deploy so the development and maintenance costs is reduced, it can be obtained data through wireless communication. It's easy to use and maintain. Key Words: Wireless Sensor Network, Environment Monitoring, Temperature and Humidity Sensor, Embedded Linux, Device Drivers
农作物温室环境智能监控系统研究背景意义及国内外现状 1研究背景及其研究意义 (1) 研究背景概述 (1) 项目研究意义 (2) 2国内外研究现状 (3) 国外研究现状 (3) 国内研究现状 (4) 1研究背景及其研究意义 研究背景概述 农业是国家重要的支柱产业，我国作为世界第一农业大国，农业生产在我国经济建设和社会发展中占有举足轻重的地位。良好的气候与生态环境条件是农业生产的重要保障，而我国幅员辽阔，气候与生态环境条件相对恶劣，制约农业的发展。 我国作为世界第一农业大国，在农业也是积累的相当多的经验和知识，但我国大部分地区都存在山多土地少，土质不好，土壤资源匮乏，气候条件复杂多变等劣势，这些劣势对农作物的生长极其不利；况且随着社会的进步，从事农业生产的人也日趋减少，而社会的对农产品的需求却日益增高，原有农作种植方式已经不能满足社会发展的需要，必须对传统的农业进行技术更新和改造。因此，在我国发展现代化农业和生态农业是今后农业发展的必然趋势，推广高新技术在农业生产中的应用势在必行。而现代温室农业技术就能满足以上的要求。 温室控制技术主要针对湿度、温度、光照度等温室作物生长必须的外在物理要素进行调节，以达到作物生长的最佳条件。现代温室控制技术主要是能通过系统实时采集温室环境的温湿度和光照度，以达到温室植物生长环境实时监控的目的。近年来，我国在温室控制技术方面也做了很多的研究，并在温室栽培等方面取得了显着成果。但由于我国在这方面的研究时间不算长，在配套技术与设备上都比较匮乏，使得环境的监控能力不高，生产力有限。能够实现全年生产的大型现代化温室很少。而且需要进口温室设备，但投资又太大，需要的操作人员的素质要求也高。所以我国温室环境控制还有很多地方需要改善与提高。 温室环境智能监控系统的研究涉及到计算机技术、传感器技术、控制技术、通讯技
信息与电气工程学院 电子信息工程CDIO一级项目（2014/2015学年第一学期） 题目：农业温室大棚智能监控系统 专业班级：电子信息 学生姓名： 学号： 指导教师：马永强老师 设计周数：16周（分散） 设计成绩： 2014年12月26 日
1 项目设计目的及任务 基于嵌入式和zigbee的农业温室大棚智能监控系统，该系统可以实时远程获取温室大棚内部的空气温湿度、土壤水分温度、二氧化碳浓度、光照强度等，通过模型分析，可以自动控制温室湿帘风机、喷淋滴灌、内外遮阳、顶窗侧窗、加温补光等设备。同时，系统还可以通过手机、计算机等信息终端向管理者推送实时监测信息、报警信息，实现温室大棚信息化、智能化远程管理，充分发挥物联网技术在设施农业生产中的作用保证温室大棚内环境最适宜作物生长实现精细化的管理，为作物的高产、优质、高效、生态、安全创造条件，帮助客户提高效率、降低成本、增加收益。 2 项目设计背景 近年来，温室大棚种植为提高人们的生活水平带来极大的便利，得到了迅速的推广和应用，种植环境中的温度、湿度、光照度、 CO浓度等环境因子对作物的生产有很大的影响。 2 传统的人工控制方式难以达到科学合理种植的要求，目前国内可以实现上述环境因子自动监控的系统还不多见，而引进国外具有多功能的大型连栋温室控制系统价格昂贵，不适合国情。 针对目前大棚发展的趋势，提出了一种大棚智能监控系统的设计，根据大棚智能监控的特殊性，需要传输大棚现场参数给管理者，并把管理者的命令下发到现场执行设备，同时又要使上级部门可随时通过互联网或者手机信息了解区域大棚的实时状况。基于GPRS的智能大棚监控系统使这些成为可能。 3 项目设计思路 3.1 智能报警系统 (1) 系统可以灵活的设置各个温室不同环境参数的上下阀值。一旦超出阀值，系统可以根据配置，通过手机短信、系统消息等方式提醒相应管理者。 (2) 报警提醒内容可根据模板灵活设置，根据不同客户需求可以设置不同的提醒内容，最大程度满足客户个性化需求。 (3) 可以根据报警记录查看关联的温室设备，更加及时、快速远程控制温室设备，高效处理温室环境问题。 (4) 可及时发现不正常状态设备，通过短信或系统消息及时提醒管理者，保证系统稳定运行。 3.2 远程自动控制 (1) 系统通过先进的远程工业自动化控制技术，让用户足不出户远程控制温室设备。 (2) 可以自定义规则，让整个温室设备随环境参数变化自动控制，比如当土壤湿度过低
基于Zigbee技术的智能大棚远程监控系统的设计与实现 【摘要】设计了一个基于Zigbee协议的温室远程监控系统，利用物联网及分布式传感器网络将温室内的环境参数进行采集、存储、处理、传输和输出，根据数据显示远程控制温室环境。本系统实现无人值守，具有低成本、实时和便捷性的特点。 【关键词】传感器；ZigBee；远程监控 1.引言 农业是国家的经济命脉，原始的劳动生产手段、落后的劳动生产力及低下的劳动生产率已不能满足当今社会的需求，提高农业劳动生产率的重要方法之一就是实现农业生产的智能化和信息化。农产品及各种水产养殖品的成活质量与它们赖以生存的环境之间有着密切的关系。而温室的主要作用就是能够在一年四季都提供给作物以他们所必需的生长环境，温室控制的首要任务是采集作物生长环境的参数，国内目前绝大多数采用的是人工实地测试，一天多次或者几天一次的读取温室里的测量仪，这样不仅耗费不必要的人力物力损耗，还不能实时的监测温室内变化，更不能智能化的自动打开相应设备来调控参数，无法进一步实现温室作物的质量和产量的提高。无线传感器网络在农业生产中的应用将这一难题变为可能，它可以有效的监测温室内各个角度的参数，并且将数据实时反馈给数据中心，数据中心根据已经定义好的规则库，按作物的不同生长阶段由专家系统识别判断参数的合法性，从而向控制节点发送指令，控制各个调控设备协同工作。最大程度上的在第一时间保护农作物不被环境所影响，从而提高作物产量。 2.系统分析 2.1 系统的基本功能 该系统研究一种基于Zigbee技术的温室远程监控系统，在温室远程监控系统的设计中，采用Zigbee模块与传感器模块组成无线传感器节点，对所覆盖环境中的温度、湿度等参数进行实时采集并传至终端节点Zigbee，通过无线传输给中心节点Zigbee，然后数据就可以在设计好的上位机上显示大棚里的环境参数，由监控中心对温室环境进行评估与分析，并根据检测到的温室环境发出提示信息，发出命令，实现控制。同时信息还会同步到手机客户端，实时实地，方便查询温室作物生长情况，并发出命令。 2.2 基本组成 该系统由监测系统和控制系统组成。其中，监测系统由Zigbee通信子网和远程监测终端构成。控制系统由控制单元和Zigbee通讯模块构成。如图1所示： 2.3 基本框架
基于无线传感器网络的桥梁安全检测系统 摘要 根据桥梁监测无线传感器网络技术的桥梁安全监测系统，以实现方案的安全参数的需要；对整个系统的结构和工作原理的节点集、分簇和关键技术，虽然近年来在无线传感器网络中，已经证明了其潜在的提供连续结构响应数据进行定量评估结构健康，许多重要的问题，包括网络寿命可靠性和稳定性、损伤检测技术，例如拥塞控制进行了讨论。 关键词：桥梁安全监测；无线传感器网络的总体结构；关键技术 1 阻断 随着交通运输业的不断发展，桥梁安全问题受到越来越多人的关注。对于桥梁的建设与运行规律，而特设的桥梁检测的工作情况，起到一定作用，但是一座桥的信息通常是一个孤立的片面性，这是由于主观和客观因素，一些桥梁安全参数复杂多变[1]。某些问题使用传统的监测方法难以发现桥梁存在的安全风险。因此长期实时监测，预报和评估桥梁的安全局势，目前在中国乃至全世界是一个亟待解决的重要问题。 桥梁安全监测系统的设计方案，即通过长期实时桥跨的压力、变形等参数及测试，分析结构的动力特性参数和结构的评价科关键控制安全性和可靠性，以及问题的发现并及时维修，从而确保了桥的安全和长期耐久性。 近年来，桥梁安全监测技术已成为一个多学科的应用，它是在结构工程的传感器技术、计算机技术、网络通讯技术以及道路交通等基础上引入现代科技手段，已成为这一领域中科学和技术研究的重点。 无线传感器网络技术，在桥梁的安全监测系统方案的实现上，具有一定的参考价值。 无线传感器网络（WSN）是一种新兴的网络科学技术是大量的传感器节点，通过自组织无线通信，信息的相互传输，对一个具体的完成特定功能的智能功能的协调的专用网络。它是传感器技术的一个结合，通过集成的嵌入式微传感器实时监控各类计算机技术、网络和无线通信技术、布式信息处理技术、传感以及无线发送收集到的环境或各种信息监测和多跳网络传输到用户终端[2]。在军事、工业和农业，环境监测，健康，智能交通，安全，以及空间探索等领域无线传感器网络具有广泛应用前景和巨大的价值。 一个典型的无线传感器网络，通常包括传感器节点，网关和服务器，如图1
农业大棚智能温室监测系统设计方案 托普物联网认为：智能温室监测系统是根据无线网络获取的植物实时的生长环境信息，如通过各个类型的传感器可监测土壤水分、土壤温度、空气温度、空气湿度、光照强度、植物养分含量等参数。其它参数也可以选配，如土壤中的PH值、电导率等等。信息收集、负责接收无线传感汇聚节点发来的数据、存储、显示和数据管理，实现所有基地测试点信息的获取、管理、动态显示和分析处理以直观的图表和曲线的方式显示给用户，并根据以上各类信息的反馈对农业园区进行自动灌溉、自动降温、自动卷模、自动进行液体肥料施肥、自动喷药等自动控制。 一、概述 农业大棚智能温室监测系统通过实时采集农业大棚内空气温度、湿度、光照、土壤温度、土壤水分等环境参数，根据农作物生长需要进行实时智能决策，并自动开启或者关闭指定的环境调节设备。通过该系统的部署实施，可以为农业生态信息自动监测、对设施进行自动控制和智能化管理提供科学依据和有效手段。 大棚监控及智能控制解决方案是通过可在大棚内灵活部署的各类无线传感器和网络传输设备，对农作物温室内的温度，湿度、光照、土壤温度、土壤含水量、CO2浓度等与农作物生长密切相关环境参数进行实时采集，在数据服务器上对实时监测数据进行存储和智能分析与决策，并自动开启或者关闭指定设备（如远程控制浇灌、开关卷帘等）。 二、项目需求 在每个智能农业大棚内部署无线空气温湿度传感器、无线土壤温度传感器、无线土壤含水量传感器、无线光照度传感器、无线CO2传感器等，分别用来监测大棚内空气温湿度、土壤温度、土壤水分、光照度、CO2浓度等环境参数。为了方便部署和调整位置，所有传感器均应采用电池供电、无线数据传输。大棚内仅需在少量固定位置提供交流220V市电（如：风机、水泵、加热器、电动卷帘）。 每个农业大棚园区部署1套采集传输设备（包含路由节点、长距离无线网关节点、Wi-Fi 无线网关等），用来覆盖整个园区的所有农业大棚，传输园区内各农业大棚的传感器数据、设备控制指令数据等到Internet上与平台服务器交互。 在每个需要智能控制功能的大棚内安装智能控制设备（包含一体化控制器、扩展控制配电箱、电磁阀、电源转换适配设备等），用来接受控制指令、响应控制执行设备。实现对大棚内的电动卷帘、智能喷水、智能通风等行为的实现。 三、智能温室监测系统架构设计
【摘要】伴随着科学技术的快速发展，大家对于安全的要求也是越来越高，由于视频监控含有实时记录与拍摄的功能，在很多的工程领域具有广泛的应用。本文针对于传统的监控设备具有的问题，特设计出利用无线与互联网络的远程视频监控系统，其具有的特点为灵巧方便、成本低廉、功耗非常的小等优势，具有非常好的应用与市场推广价值。 【关键词】视频监控；应用价值；pc机；嵌入式系统 1.引言 现阶段电子信息技术发展极为迅速，人民的生活水平也在飞速的提高，视频所特有的方便、直观以及其丰富的内容等更是受到更多的人的喜爱，当前严格控制视频的应用也在安防监控、军事、远程视频会议、工业、远程医疗、商业以及金融行业等方面得到广泛应用。在一开始，视频监控所选择的是借助模拟信号传输，之后其便通过以pc卡式数字信号传输为基础的一种嵌入式系统来进行视频监控，以监控系统的第三代嵌入式系统为基础的视频监控是自所有年龄的人来的，其凭借其成本低、灵活性强以及不被限制的传输距离的优势，而受到人们的追捧，以极快的速度占领了市场，采集监控现场图像是其主要的目的，而且其可以对照片进行收集，并进行长时间保存，用来进行之后的查询以及检索环节。 2.系统设计 2.1需求分析 以嵌入式视频监控系统为依据，要求对食品厂生产车间进行安排，我们发现在所有地方的视频进行采集以及传输系统的车间，需要能够随时移动放置的系统，系统在耐久性以及安全性的要求之下，其需要进行标准的封闭盒包装的选择，并将预留摄像头来进行天线接口，在盒子中进行其他电路板以及电源的莫风。以项目的具体需要为依据，来进行以下功能要求的获得： 首先就是视频捕捉功能，第二就是无线数据传输功能，第三就是处理以及恢复图像的功能。 2.2总体方案设计 系统总体设计如图2.1所示： 图2.1系统总体设计框图 3.硬件结构设计 3.1设计方案 本文选用的为基于三星s3c6410核心板作为基础的嵌入式系统开发，在不改变核心板的条件下面对于底板进行整理与设计，添加一些外围的通用接口与两个usb借口。核心板与底
无线传感器网络的应用与影响因素分析 摘要：无线传感器网络在信息传输、采集、处理方面的能力非常强。最初，由于军事方面的需要，无线传感网络不断发展，传感器网络技术不断进步，其应用的范围也日益广泛，已从军事防御领域扩展以及普及到社会生活的各个方面。本文全面描述了无线传感器网络的发展过程、研究领域的现状和影响传感器应用的若干因素。关键词：无线传感器网络；传感器节点；限制因素 applications of wireless sensor networks and influencing factors analysis liu peng (college of computer science,yangtze university,jingzhou434023,china) abstract:wireless sensor networks in the transmission of informa- tion,collecting,processing capacity is very strong.initially,due to the needs of the military aspects of wireless sensor networks,the continuous development of sensor network technology continues to progress its increasingly wide range of applications,from military defense field to expand and spread to various aspects of social life.a comprehensive description of the development
一、课题研究目的 针对目前中国的交叉路口多，车流量大，交通混乱的现象研究一种控制交通信号灯的基于无线传感器的智能交通系统。 二、课题背景 随着经济的快速发展，生活方式变得更加快捷，城市的道路也逐渐变得纵横交错，快捷方便的交通在人们生活中占有及其重要的位置，而交通安全问题则是重中之重。据世界卫生组织统计，全世界每年死于道路交通事故的人数约有120 万，另有数100 万人受伤。中国拥有全世界1. 9 %的汽车，引发的交通事故占了全球的15 % ，已经成为交通事故最多发的国家。2000 年后全国每年的交通事故死亡人数约在10 万人，受伤人数约50万，其中60 %以上是行人、乘客和骑自行车者。中国每年由于汽车安全方面所受到的损失约为5180 亿(人民币)，死亡率为9 人/ 万·车，因此，有效地解决交通安全问题成为摆在人们面前一个棘手的问题。 在中国，城市的道路纵横交错，形成很多交叉口，相交道路的各种车辆和行人都要在交叉口处汇集通过。而目前的交通情况是人车混行现象严重，非机动车的数量较大，路口混乱。由于车辆和过街行人之间、车辆和车辆之间、特别是非机动车和机动车之间的干扰，不仅会阻滞交通，而且还容易发生交通事故。根据调查数据统计，我国发生在交叉口的交通事故约占道路交通事故的1/ 3，在所有交通事故类型中居首位，对交叉口交通安全影响最大的是冲突点问题，其在很大程度上是由于信号灯配时不合理(如黄灯时间太短,驾驶员来不及反应)，以及驾驶员不遵循交通信号灯，抢绿灯末或红灯头所引发交通流运行的不够稳定。随着我国经济的快速发展，私家车也越来越多，交通控制还是延续原有的定时控制，在车辆增加的基础上，这种控制弊端也越来越多的体现出来，造成了十字交叉路口的交通拥堵和秩序混乱，严重的影响了人们的出行。智能交通中的信号灯控制显示出了越来越多的重要性。国外已经率先开展了智能交通方面的研究。 美国VII系统(vehicle infrastructure integration)，利用车辆与车辆、车辆与路边装置的信息交流实现某些功能，从而提高交通的安全和效率。其功能主要有提供天气信息、路面状况、交叉口防碰撞、电子收费等。目前发展的重点主要集中在2个应用上: ①以车辆为基础; ②以路边装置为基础。欧洲主要是CVIS 系统(cooperative vehicle infrastructure system)。它有60 多个合作者，由布鲁塞尔的ERTICO 组织统筹，从2006 年2 月开始到2010年6月，工作期为4年。其目标是开发出集硬件和软件于一体的综合交流平台，这个平台能运用到车辆和路边装置提高交通管理效率，其中车辆不仅仅局限于私人小汽车，还包括公共交通和商业运输。日本主要的系统是UTMS 21 ( universal traffic management system for the 21st century , UTMS 21)。是以ITS 为基础的综合系统概念,由NPA (National Police Agency) 等5个相关部门和机构共同开发的，是继20 世纪90 年代初UTMS 系统以来的第2代交通管理系统，DSSS是UTMS21中保障安全的核心项目，用于提高车辆与过街行人的安全。因此，从国外的交通控制的发展趋势可以看出，现代的交通控制向着智能化的方向发展，大多采用计算机技术、自动化控制技术和无线传感器网络系统，使车辆行驶和道路导航实现智能化，从而缓解道路交通拥堵，减少交通事故，改善道路交通环境，节约交通能源，减轻驾驶疲劳等功能，最终实现安全、舒适、快速、经济的交通环境。
智能温室大棚环境监控系统 1、系统简介 该系统利用物联网技术，可实时远程获取温室大棚内部的空气温湿度、土壤水分温度、二氧化碳浓度、光照强度及视频图像，通过模型分析，远程或自动控制湿帘风机、喷淋滴灌、内外遮阳、顶窗侧窗、加温补光等设备，保证温室大棚内环境最适宜作物生长，为作物高产、优质、高效、生态、安全创造条件。同时，该系统还可以通过手机、PDA、计算机等信息终端向农户推送实时监测信息、预警信息、农技知识等，实现温室大棚集约化、网络化远程管理，充分发挥物联网技术在设施农业生产中的作用。本系统适用于各种类型的日光温室、连栋温室、智能温室。 2、系统组成 该系统包括：传感终端、通信终端、无线传感网、控制终端、监控中心和应用软件平台。 （1）传感终端 温室大棚环境信息感知单元由无线采集终端和各种环境信息传感器组成。环境信息传感器监测空气温湿度、土壤水分温度、光照强度、二氧化碳浓度等多点环境参数，通过无线采集终端以GPRS方式将采集数据传输至监控中心，以指导生产。 （2）通信终端及传感网络建设 温室大棚无线传感通信网络主要由如下两部分组成：温室大棚内部感知节点间的自组织网络建设；温室大棚间及温室大棚与农场监控中心的通信网络建设。前者主要实现传感器数据的采集及传感器与执行控制器间的数据交互。温室大棚环境信息通过内部自组织网络在中继节点汇聚后，将通过温室大棚间及温室大棚与农场监控中心的通信网络实现监控中心对各温室大棚环境信息的监控。 （3）控制终端 温室大棚环境智能控制单元由测控模块、电磁阀、配电控制柜及安装附件组成，通过GPRS模块与管理监控中心连接。根据温室大棚内空气温湿度、土壤温度水分、光照强度及二氧化碳浓度等参数，对环境调节设备进行控制，包括内遮阳、外遮阳、风机、湿帘水泵、顶部通风、电磁阀等设备。 （4）视频监控系统
温室大棚监控系统解决方案
目录 前言 (3) 1、中国农业发展现状 (3) 2、温室大棚控制系统在农业应用中的意义 (4) 2.1、促进农业三个方面的发展： (4) 2.2、社会经济效益： (5) 3、温室大棚控制系统设计方案概述 (6) 3.1、系统设计原则 (6) 3.2 系统功能特点 (7) 3.3 系统组成 (7) 3.4 系统示意图 (8) 4 温室大棚控制系统功能 (8) 4.1 环境信息采集系统 (8) 4.2 视频监控系统 (10) 4.3 智能控制系统 (12) 4.4 信息展示系统 (13) 4.5 管理平台 (15) 4.6公司资料 (17)
前言 物联网信息技术在2006 年被评为未来改变世界的十大技术之一，是继互联网之后的又一 次产业升级，是十年一次的产业机会。总体来说，物联网是指各类传感器和现有的互联网相互 衔接的新技术，物物相连，相互感知，若干年后，地球上的每一粒沙子都有可能分配到一个确 定地址，它的各种状态、参数可被感知。 2009 年8 月温家宝总理在无锡提出“感知中国”，物联网开始在中国受到政府的重视和政 策牵引。 2010 年国家发布了“十二五”发展规划纲要，其中第十三章“全面提高信息化水平”第 一节“构建下一代信息基础设施”中明确提到：推动物联网关键技术研发和在重点领域的应用 示范。 在第五章“加快发展现代农业”第二节“推进农业结构战略性调整”中提出：加快发展 设施农业，推进蔬菜、水果、茶叶、花卉等园艺作物标准化生产。提升畜牧业发展水平。促进 水产健康养殖。推进农业产业化经营，促进农业生产经营专业化、标准化、规模化、集约化。 推进现代农业示范区建设。第三节“加快农业科技创新”中提出：推进农业技术集成化、劳动 过程机械化、生产经营信息化。加快农业生物育种创新和推广应用，做大做强现代种业。加强 高效栽培、疫病防控、农业节水等领域的科技集成创新和推广应用，实施水稻、小麦、玉米等 主要农作物病虫害专业化统防统治。加快推进农业机械化，促进农机农艺融合。发展农业信息 技术，提高农业生产经营信息化水平。 物联网信息技术与现代农业的结合更加是国家重点推动的关键示范应用。 1、中国农业发展现状 我国是农业大国，而非农业强国。近30 年来农业高产量主要依靠农药化肥的大量投入， 大部分化肥和水资源没有被有效利用而随地弃置，导致大量养分损失并造成环境污染。我国农 业生产仍然以传统生产模式为主，传统耕种只能凭经验施肥灌溉，不仅浪费大量的人力物力， 也对环境保护与水土保持构成严重威胁，对农业可持续性发展带来严峻挑战。 我国人口占世界总人口的22%，耕地面积只占世界耕地面积的7%，随着经济的飞速发展，人民生活水平不断提高，资源短缺，环境恶化与人口剧增的矛盾越来越突出。特别是我国加入 世贸组织后，国外价格低廉的优质农副产品源源不断的流入我国，这对我国的农产品市场构成 极大威胁。因此，如何提高我国农产品的质量和生产效率，如何对大面积土地的规模化耕种实 时信息技术指导下科学的精确管理，是一个即前沿又当务之急的科研课题。而现实情况是，粗 放的管理与滥用化肥，其低效益和环境污染令人惊叹。 传统农业产生的物质技术手段落后，主要依靠人力、畜力和各种手工工具以及一些简单机 械。在现实中主要存在的问题是： （1）农业科技含量、装备水平相对滞后 （2）农业生产存在污染和浪费，据农业、水利部门测算，我国每年农业所消耗化肥、农药 和水资源量都在飞速增长，数据惊人，农业的污染问题困扰着不少乡村，不少农民群 众饮水安全受到影响 （3）农业产出少、农民收入低
电力井盖远程监控系统标题：井盖远程监控系统方案
一、项目背景 目前市场上有各种式样的防盗井盖，但都大同异，都是从井盖的材料以及防盗设计方面来着手解决井盖被盗现象的。井盖丢失后不能及时的确定被盗位置和及时修补，容易造成安全遗患。 本解决方案结合目前的有线、无线网络高科技手段，并结合利用GSM网络优势能实时对盗窃井盖行为进行报警，并且可以根据内置ID和3DGIS地图及时的上报被盗井盖所处位置，并对被盗井盖施行跟踪。该解决方案弥补了当前防范井盖被盗问题的技术缺陷，使井盖防盗问题在技防方面实现了突破，可以及时的对被盗井盖实施修补，从而快速地解决安全遗患。 二、解决方案 井盖监控系统由井盖监控监测分机和GSM无线接收系统主机及监控中心三大部分组成。 井盖监测分机由无线监控子盖及电子锁两部分组成，采用本方案可以解决人孔井盖管理方面的现存问题。 2.1无线井盖监控 本技术方案分三部分，嵌入井盖中的传感器及无线通信模块及GSM无线接收系统主机和监控中心。 （1）倾角传感器装于井盖中，平时处于常开状态，系统电源断开，无耗电。当井盖被搬动并产生一定倾角时，倾角开关触发电源模块工作，并保持自锁，以确保系统正常工作。嵌入式节点内部有唯一的ID号，按不同区域、道路和所属单位进行编号，井盖被盗后可根据ID号迅速地找到被盗井盖位置和所属单位，以便及时填补。 （2）电源模块采用大容量锂电池，接通后，通过无线通信模块向GSM无线接收系统主机发送报警信息，并由GSM无线接收系统主机通过GSM网络向监控中心发送报警信息。 （3）GSM无线接收系统主机
技术参数 ·可接收最大直径1公里方园内的井盖监控分机信号，并发送系统信号到监控中心。最大可接收128台分机。（可以带干接点接收发射，干接点代替前端主机。）·内置西门子TC35工业级GSM模块（自动双频） ·无线传输：433MC ·接收灵敏度：≤0.1uv ·直流备电：12V/1.3AH ·尺寸：250×170×130 ·报警方式：GSM中文短信方式 ·调制方式：数字调频 ·电网电压：380V±10% ·外观：铝压铸、全密封 ·工作环境：温度－30℃～＋50℃湿度≤85% （4）监控中心接收GSM监控信号并显示电子地图。 （5）成本与性能 由于该系统采用价格低廉的倾角传感器和无线通信模块，因此，安装于井盖
1武警部队监控平台架构介绍与设计 1.1监控系统的系统结构 基站监控系统的结构组成如上图所示，主要由三个大的部分构成，分别是监控中心、监控站点、监控单元。整个系统从资金、功能以及方便维护性出发，我们采用了干点加节点方式的监控方法。 监控中心（SC）：SC的定义是指整个系统的中心枢纽点，控制整个分监控站，主要的功能是起管理作用和数据处理作用。一般只在市级包括（地、州）设置相应的监控中心，位置一般在武警部队的交换中心机房内或者指挥中心大楼内。 区域监控中心（SS）：又称分点监控站，主要是分散在各个更低等级的区县，主要功能是监控自己所负责辖区的所有基站。对于固话网络，区域监控中心的管辖范围为一个县/区；移动通信网络由于其组网不同于固话本地网，则相对弱化了这一级。区域监控中心SS的机房内的设备配置与SC的差不多，但是不同的是功能不同以及SS的等级低于SC,SS的功能主要是维护设备和监控。 监控单元（SU）：是整个监控系统中等级最低的单元了，它的功能就是监控并且起供电，传输等等作用，主要由SM和其他供电设备由若干监控模块、辅助设备构成。SU侧集成有无线传感网络微设备，比如定位设备或者光感，温感设备等等。 监控模块（SM）：SM是监控单元的组成部分之一，主要作用监控信息的采集功能以及传输，提供相应的通信接口，完成相关信息的上传于接收。
2监控系统的分级管理结构及监控中心功能 基站监控系统的组网分级如果从管理上来看，主要采用两级结构：CSC集中监控中心和现场监控单元。CSC主要设置在运营商的枢纽大楼，主要功能为数据处理，管理远程监控单元，对告警信息进行分类统计，可实现告警查询和存储的功能。一般管理员可以在CSC实现中心调度的功能，并将告警信息进行分发。而FSU一般针对具体的某一个基站，具体作用于如何采集数据参数并进行传输。CSC集中监控中心的需要对FSU采集的数据参数进行报表统计和分析，自动生产图表并为我们的客户提供直观，方便的可视化操作，为维护工作提供依据，维护管理者可以根据大量的分析数据和报表进行快速反应，以最快的速度发现网络的故障点和优先处理点，将人力资源使用在刀刃上。监控中心CSC系统的功能中，还有维护管理类，具体描述如下： 1）实时报警功能 该系统的报警功能是指发现机房里的各种故障后，通过声音，短信，主界面显示的方式及时的上报给操作者。当机房内的动力环境，空调，烟感，人体红外等等发生变量后，这些数据通过基站监控终端上传到BTS再到BSC。最后由数据库进行分类整理后存储到SQLSEVRER2000中。下面介绍主要的几种报警方式： 2)声音报警 基站发生告警后，系统采集后，会用声卡对不一样的告警类别发出对应的语音提示。比如：声音的设置有几种，主要是以鸣叫的长短来区分的。为便于引起现场维护人员的重视紧急告警可设置为长鸣，不重要的告警故障设置为短鸣。这样一来可以用声音区分故障的等级，比方某地市的中心交换机房内相关告警声音设置，它的开关电源柜当平均电流达到40AH的时候，提示声音设置为长鸣，并立即发生短信告警工单。如果在夜晚机房无人值守的情况下：
文章编号:1004-9037(2009)02-0254-05 基于无线传感网络的大型结构健康监测系统 尚 盈 袁慎芳 吴 键 丁建伟 李耀曾 (南京航空航天大学智能材料与结构航空科技重点实验室,南京,210016) 摘要:针对大型碳纤维复合材料机翼盒段壁板结构,实现了基于无线传感网络的多点应变结构健康监测系统,采用自组织竞争神经网络成功判别了集中载荷模拟的损伤位置。本系统由传感采集子系统、无线传感网络子系统和终端监控子系统三部分组成。为了降低系统网络功耗及成本,提高系统的稳定性和可靠性,改善传感网络的实时性和同步性,设计了可直接配接无线传感网络节点的低功耗多通道应变传感器信号调理电路和基于无线传感网络的层次路由协议,开发了多通道应变数据采集、网络簇头转发和中继节点接收等主要软件模块。实验证明,相比于传统有线的监测方法和数据采集系统,基于无线传感网络的结构健康监测系统具有负重轻、成本低、易维护和搭建移动方便等优点。 关键词:无线传感网络;结构健康监测;层次路由协议;自组织竞争网络中图分类号:T P2;T P9 文献标识码:A 基金项目:国家“八六三”高技术研究发展计划(2007AA 032117)资助项目;国家自然科学基金(60772072,50420120133)资助项目;航空基金(20060952)资助项目。 收稿日期:2007-09-05;修订日期:2008-04-17 Large -Scale Structural Health Monitoring System Based on Wireless Sensor Networks S hang Ying ,Yuan Shenf ang ,Wu J ian ,Ding J ianw ei ,L i Yaoz eng (T he A ero nautic Key La bo rat or y o f Smart M ater ial and Str uct ur e,N anjing U niv ersit y o f Aer onautics and A str onautics,N anjing,210016,China) Abstract :Aimed at the large-scale structure and anisotropy nature o f the carbon fiber compos-ite material w ing box ,a large-scale structural health m onitoring system based on w ireless sen-sor netw orks is presented .A kind of artificial neural netw ork is designed to distinguish the damag e locatio n simulated by the co ncentrated load .The sy stem co nsists o f the sensor data ac-quisition,the w ireless sensor netw or ks,and the terminal monitoring sub-sy stem s.To im pro ve the performance o f the system ,the signal conditio ning circuit and the hierarchical routing pro -to col are designed based o n w ireless sensor netw orks ,the prog rams of data acquisition and Sink node are ex ploited.Experimental result pro ves that the system has advantag es of flexibili-ty o f deplo yment,low maintenance and deploym ent costs . Key words :w ir eless senso r netw or ks ;str uctural health monitoring ;hierarchical routing ;self -org anizing com petitive netw o rk 引 言 结构健康监测技术是采用智能材料结构的新概念,利用集成在结构中的先进传感/驱动元件网络,在线实时地获取与结构健康状况相关的信息(如应力、应变、温度、振动模态、波传播特性等),结 合先进的信号信息处理方法和材料结构力学建模 方法,提取特征参数,识别结构的状态,包括损伤,并对结构的不安全因素在其早期就加以控制,以消除安全隐患或控制安全隐患的进一步发展,从而实现结构健康自诊断、自修复、保证结构的安全和降低维修费用[1]。 无线传感网络节点具有局部信号处理的功能, 第24卷第2期2009年3月数据采集与处理Jour nal of D ata A cquisition &P ro cessing Vo l.24N o.2M a r.2009
农业大棚远程智能监控与P L C自动化控制系统解决方案 目录
1前言 1.1 智能农业远程智能监控系统的概念 智能农业是采用比较先进、系统的人工设施，改善农作物生产环境，进行优质高效生产的一种农业生产方式，20世纪80年代以来，智能农业发展很快，特别是欧美、日本等一些发达国家，目前已经普遍采用计算机控制的大型工厂化设施，进行恒定条件下全年候生产，效益大为提高；在社会主义市场经济条件下，我国的智能农业以其较高的科技含量、市场取向的新机制、短平快的产销特点、效益显着的竞争力，取得了快速发展，改善了传统农业的生产方式、组织方式和运行机制，提高了农业科技含量和物质装备水平，成为现代农业重要的生产方式。 深圳市信立科技有限公司智能农业远程智能监控系统是指利用现代电子技术、移动网络通信技术、计算机及网络技术相结合，将农业生产最密切相关的空气的温度、湿度及土壤水分等数据通过各种传感器以无线ZigBee技术动态采集，并利用中国电信的4G，4G CDMA网络通讯技术，将数据及时传送到智能专家平台，使智能农业管理人员、农业专家通过手机或手持终端就可以及时掌握农作物的生长环境，及时发现农作物生长症结，及时采取控制措施，及时调度指挥，及时操作，达到最大限度的提高农作物生长环境，
降低运营成本，提高生产产量，降低劳动量，增加收益。 1.2 实施农业远程智能监控系统的必要性 江苏智能农业发展，已经初步形成了政府引导、社会支持、市场推动和农民投入的良性运行机制，当前，全省发展智能农业，有丰富的资源、成熟的技术和广阔的市场，具备了进一步发展的基础，也蕴藏着巨大的潜力。 智能农业远程监控管理系统融合先进的信息技术、自动化控制、无线通讯技术等高新技术和农业科技专家为一体的综合平台，实现资金、技术、人才和信息的有效调配，改善农民的传统作业和手工操作，将产生巨大的经济和社会效益，推动农业和农村经济发展，成为江苏统筹城乡经济发展，建设现代化农业的重要内容和全面建设小康社会的强势产业。 2背景分析 江苏省在“十二五”期间加大智慧城市建设，将智能农业纳入六大智慧产业之一，突出显示了农业信息化在智慧城市建设中的重要地位。智慧农业建设较好地适应了市场经济发展要求和农业增效、农民增收的需要，取得了突破性进展，生产规模稳步扩大，突破了光热水气资源的限制，基本实现了淡季不淡、全年生产、保障供应；科技含量较快提高，无立柱日光温室、二氧化碳气肥、病虫害生物防治、无公害栽培、组织培养、工厂化育苗等先进技术得到推广应用，科技进步贡献率达到65%以上，成为种植业中科技含量较高的产业；智能农业以其病虫害相对较轻、用药量少、标准化程度高的优势，成为全省无公害蔬菜的骨干，质量安全水平明显提高。 随着自动化农业、精准农业、绿色农业的发展需求，迫切需要在农业领域引入物联网、4G等技术，进一步深化农业各环节的信息化水平，结合ZigBee技术、CDMA网络数据传输和传感器技术组成无线传感网络，通过ZigBee无线网络实时采集温室内温度、湿度信号以及光照、土壤湿度、CO2浓度、叶面湿度、露点温度等环境参数，自动开启或者关闭指定设备。可以根据用户需求，随时进行处理，为智能农业综合生态信息自动监测、对环境进行自动控制和智能化管理提供科学依