zigbee技术在农业温室大棚中的应用研究

基于ZigBee技术的现代农业大棚方案一概述物联网被称为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮。

业内专家认为，物联网一方面可以提高经济效益，大大节约成本；另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。

目前，美国、欧盟、中国等都在投入巨资深入研究探索物联网。

我国也正在高度重视物联网的研究，工业和信息化部会同有关部门，在新一代信息技术方面正在开展研究，以形成支持新一代信息技术发展的政策措施。

智能控制是为了达到节能、舒适、便利的目的，要求对市政、家庭、农业等的智能控制和监视制定细致的策略和方案。

但是，传统的智能控制系统由于很多因素的制约，很难达到要求。

为了解决这些问题，业界尝试了很多办法，但基本上都属于封闭式的，多采用私有协议，彼此间难以互通，导致结构不透明，灵活性、扩充性不佳。

从长远看，智能控制系统的发展趋势是走向开放，尤其是智能控制与互联网的融合是其中一个重要发展趋势。

智能农业控制通过实时采集农业大棚内温度、湿度信号以及光照、土壤温度、土壤水分等环境参数，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。

大棚监控及智能控制解决方案是通过光照、温度、湿度等无线传感器，对农作物温室内的温度，湿度信号以及光照、土壤温度、土壤含水量、CO 浓度等环境参数进行实时采集，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空气温湿度传感器2 只，用来监测大棚内空气温度、空气湿度参数；每个农业大棚内部署土壤温度传感器2 只、土壤湿度传感器2 只、光照度传感器2 只，用来监测大棚内土壤温度、土壤水分、光照度等参数。

所有传感器一律采用直流24V 电源供电，大棚内仅需提供交流220V 市电即可。

每个农业大棚园区部署1 套采集传输设备（包含。

Zigbee智慧农业应用一、概述智慧农业是农业生产的高级阶段，是集新兴的互联网、移动互联、云计算和物联网技术为一体，依托部署在农业生产现场的各种传感节点（环境温湿度、土壤水分、二氧化碳、图像等）和无线通信网络实现农业生产环境的智能感知、智能预警、智能决策、智能分析、专家在线指导，为农业生产提供精准化种植、可视化管理、智能化决策。

基于Zigbee技术的智慧农业解决方案，成本低廉，是一般人都能负担的价格；控制更简单，让每一位刚接触的人都能轻松使用；功耗更低、组网更方便、网络更健壮，给您带来高科技的全新感受。

您的温室大棚规模越大，基于Zigbee技术的智慧农业解决方案在使用中，要准确及时地操控所有设备，最值得关注的应该就是网络信号的稳定性。

鉴于温室大棚的网络覆盖区域比较广泛，我们贴心为您呈现物联无线组网！智慧农业能有效连接物联Internet 通信网关和超出物联Internet通信网关有效控制区域的其它Zigbee网络设备，实现中继组网，扩大覆盖区域，并传输网关的控制命令到相关网络设备，达到预期传输和控制的效果。

基于先进的Zigbee技术，物联无线中继器无需接入网线，就可自行中继组网，扩散网络信号，让您的网络灵活顺畅运行，保障您的所有设备正常运行二、具体应用：1、要风得风、要雨得雨在物联Zigbee技术的引领下，现代化的精准农业采用了先进的问世大棚种植技术。

可以在阳光不足的时候，通过物联产品自动补充人造光线，促进光合作用；可以在湿度不够的时候，通过物联产品自动为农作物补充水份；更可以创造一个恒温的空间，让农作物一年四季不停的生长，生生不息……适宜的湿度环境也是作物生长的先决条件之一，物联无线温度湿度传感器，通过检测平台，同步获取温室内空气的湿度系数，当湿度系数不在设定值范围内时，可自动控制通风设备等运行，使空气湿度控制在作物生长适宜的湿度范围内。

同样的，只需一部手机在手，就能随时随地获知所有数据信息。

基于ZigBee无线传感器网络在温室大棚中的应用研究作者：董香丽来源：《科技资讯》2019年第19期摘 ;要：随着现代农业的发展，温室大棚在农业生产中的应用越来越广泛，但是在自动监控方面仍存在着诸多问题，根据温室大棚的类型和农作物的生长特点，提出了一种基于ZigBee无线传感器网络在温室大棚中的应用方案，利用ZigBee技术实现数据的采集及信息的无线收发。

该文介绍了ZigBee无线传感器网络网络的体系结构，及在温室大棚中的应用技术，在物联Zigbee技术的引领下，现代化的精准农业采用了先进的温室大棚种植技术。

基于ZigBee技术的无线传感器网络的应用实现了增产增收，提高农作物质量，提高经济效益，且便于推广。

关键词：ZigBee ;无线传感器网络 ;温室大棚中图分类号：TP212.9;TN92 ; 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）07（a）-0034-02我国是一个农业大国，农业的发展是国家发展的重中之重，粮食历来都是长治久安百姓幸福生活的保障，也关系到人们“舌尖上的安全”。

中国作为农业大国，农业研究和应用也越来越受到重视。

温室大棚信息化是农业现代化的制高点，物联网技术在温室大棚中的应用不断普及，对我国农业现代化产生重大的影响，使农业生产正以规模化、智能化发展，已经成为高效农业、现代化农业的一个重要组成部分。

温室监控区域较大，需要大量的传感器节点构成大型监控网络，通过各种传感器采集诸如温度、空气湿度、光照度、土壤湿度等信息，实现自动化监控。

传统温室监测与控制系统多采用有线连接，布线复杂，往往造成温室内线缆纵横交错、使用不便、安装维护困难、可靠性差等问题。

基于ZigBee技术的无线传感器网络在温室大棚中的应用，可以监测控制一个大棚，也可以监测控制多个大棚。

温室大棚内各项环境参数及其气候监测研究和自动化控制已成为现代农业发展的趋势。

根据农作物生长需要进行实施智能决策，并自动开启或者关闭指定的环境调节设备。

基于Zigbee无线通信技术的智能农业温室监测系统摘要本文基于Zigbee无线通信技术，设计并研究了一种智能农业温室监测系统。

该系统采用传感器对温室内的环境数据进行采集，并通过Zigbee无线通信技术将数据传输至控制中心，实现对温室环境数据的实时监测与控制。

本文对该系统的硬件和软件进行了详细的设计和实现，并进行了实验验证。

实验结果表明，该系统具有稳定可靠、实时性好、易于安装和维护等特点，能够为农业生产提供重要的技术支持。

关键词：Zigbee；智能农业；温室监测；无线通信技术；传感器；控制中心AbstractBased on the Zigbee wireless communication technology, this paper designs and researches an intelligent agriculture greenhouse monitoring system. The system uses sensors to collect environmental data inside the greenhouse, and transmits the data to the control center through Zigbee wireless communication technology, realizing real-time monitoring and control of the greenhouse environment data. This paper elaborates on the hardware and software design and implementation of the system, and conducts experimental verification. The experimental results show that the system is stable and reliable, has good real-time performance, and is easy to install and maintain, which can provide important technical support for agricultural production.Keywords: Zigbee; intelligent agriculture; greenhouse monitoring; wireless communication technology; sensors; control center第一章绪论1.1 研究背景和意义随着农业现代化的不断推进，智能化农业已经成为当今世界农业发展的主要趋势之一。

基于ZigBee技术的无线大棚温湿监控系统，大棚养殖逐渐呈现大规模、集团化的特点，因此无人值守的大规模大棚自动温湿监控系统具有较高的实际应用价值。

该系统采用ZigBee 无线收发设备传输数据，无需专门架线，系统结构简单，节省了人力物力，通过ZigBee射频收发模块可读取各大棚的数据，并实现对大棚温湿度的控制，实现真正意义上的无人值守，与普通无线技术相比，还具有低功耗、低成本和网络容量大等特点，该系统由中心控制单元和大棚温湿监控终端组成。

1 ZigBee 技术简介ZigBee 是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术。

它主要工作在无须注册的2.4 GHz ISM 频段，传输范围在10～75 m，典型距离为30 m。

ZigBee 的基础是IEEE 802.15.4，这是IEEE 无线个人区域网工作组的一项标准，被称作IEEE 802.15.4(ZigBee)技术标准。

ZigBee 技术的主要优点包括以下几个部分：功耗低由于ZigBee 的传输速率低，只有10～250 kB／s，发射功率仅为1 mW，而且采用了休眠模式，功耗低。

根据ZigBee 联盟的估算，两节普通5 号干电池可使用六个月到两年。

成本低模块的初始成本估计在6 美元左右，很快就能降到1.5～2.5 美元之间，且ZigBee 协议是免专利费的。

网络容量大一个ZigBee 网络可以容纳最多254 个从设备和一个主设备，一个区域内可以同时存在最多100 个ZigBee 网络。

时延短针对时延敏感的应用做了优化，通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短。

设备搜索时延典型值为30 ms，休眠激活时延典型值是15 ms，活动设备信道接人时延为15 ms。

基于Zigbee技术的温室大棚监控
近年来在国内外的市场上出现了众多采用GPRS技术的温室大棚监控设备，该技术和设备具有传输信息量大、可远程操控及具有较高的可靠性，但其设备造价和通信费都较高，因而很难得到广泛推广。

因此笔者开发了一种基于Zigbee技术的温室大棚监控系统，该系统具有低功耗、低成本、高可靠性、低复杂度、安装维护简单和扩展性强等优点，为温室大棚监控系统的推广提供了一个不可多得的平台。

1 Zigbee无线通信技术系统结构
Zigbee是符合IEEE 802.15.4标准的新兴无线网络通信协议，其发起组织Zigbee联盟于2004年底发布了最早的1.0版本规范，之后相继推出了Zigbee2006和Zigbee PRO两个升级版本。

有关Zigbee的产品还大多处于研究阶段，但鉴于其众多的优点，相信不久，基于Zigbee技术的产品将会得到迅速普及应用。

基于ZigBee的智慧农场监控系统研究一、技术原理ZigBee是一种短距离、低功耗、低速率的无线通信技术，通常用于物联网领域。

ZigBee技术具有信号穿透能力强、安全性高、成本低等优点，因此在智慧农场监控系统中得到了广泛应用。

基于ZigBee的智慧农场监控系统主要由传感器、控制器和监控中心组成。

传感器负责采集农场内的各种环境参数数据，包括土壤湿度、温度、光照等；控制器负责接收传感器采集的数据，并根据预先设定的阈值进行控制操作；监控中心则负责接收和处理来自控制器的数据，并通过互联网向用户提供实时监控和远程控制功能。

二、应用场景基于ZigBee的智慧农场监控系统可以应用于农田、温室、养殖场等不同的农业生产场景。

在农田中，可以利用智慧农场监控系统实现对土壤湿度、温度和光照等环境参数的实时监测，有效提高土地利用率和农作物产量。

在温室中，可以利用智慧农场监控系统实现对温度、湿度、CO2浓度等环境参数的实时监测和控制，有效提高蔬菜和花卉的品质和产量。

在养殖场中，可以利用智慧农场监控系统实现对水质、水温、氧气含量等环境参数的实时监测和控制，有效提高养殖动物的健康和产量。

三、发展趋势随着农业生产的现代化和智能化要求的不断提高，基于ZigBee的智慧农场监控系统将会迎来更广阔的发展空间。

随着传感器和通信技术的不断进步，智慧农场监控系统的数据采集和传输能力将会不断提高，实现对农场环境的更精准监控。

随着大数据和人工智能技术的不断成熟，智慧农场监控系统将会更加智能化，能够根据环境数据自动调整控制参数，提高农业生产的效率和品质。

随着智慧农场监控系统的不断普及和应用，其成本将会不断降低，使更多的农场主能够接受和应用这种先进的农业管理技术。

基于ZigBee的智慧农场监控系统在农业生产中具有重要的应用价值和发展前景。

通过利用这种先进的技术手段，可以实现对农场环境的精准监控和智能化管理，提高农业生产的效率和品质，助力农业现代化进程的发展。

2014ZigBee智能农业大棚解决方案ZigBee经典案例分享SHUNCOMZigBee智能农业大棚解决方案作者：SHUNCOM关键词：智能农业、ZigBee、智能大棚一、国家对农业物联网的支持此前发布的物联网“十二五”规划提出，智能农业成为重点领域应用示范工程之一。

最新发布的《全国农业农村信息化发展″十二五″规划》透露，物联网技术有望在农业部确定的200个国家级现代农业示范区域内先行先试。

二、物联网与智慧农业在传统农业中。

人们获取农田信息的方式都很有限，主要是通过人工测量，获取过程需要消耗大量的人力，而通过使用无线传感器网络可以有效降低人力消耗和对农田环境的影响，获取精确的作物环境和作物信息。

三、无线传感器网络应用于温室环境信息采集和控制在温室环境里单个温室即可成为无线传感器网络一个测量控制区，采用不同的传感器节点和具有简单执行机构的节点(风机、低压电机、阀门等工作电流偏低的执行机构) 构成无线网络来测量土壤湿度、土壤成分、pH 值、降水量、温度、空气湿度和气压、光照强度、CO2浓度等来获得作物生长的最佳条件，同时将生物信息获取方法应用于无线传感器节点，为温室精准调控提供科学依据。

最终使温室中传感器、执行机构标准化、数据化, 利用网关实现控制装置的网络化, 从而达到现场组网方便、增加作物产量、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的。

四、项目案例一：某农业科技示范园系统拓扑图本系统由Zigbee无线系统，视频监控系统，网关服务器系统三部分组成。

ZigBee无线系统设备分为ZigBee终端节点和ZigBee协调器节点。

ZigBee终端节点连接传感器和继电器完成数据收集和控制执行的功能。

ZigBee协调器节点连接ARM嵌入式设备和ZigBee终端节点，完成数据通信功能。

视频系统由摄像头和网络硬盘录像机组成。

最终数据上传至网关服务器，内部的处理程序处理数据并根据处理结果发送控制指令，控制相应的继电器，而继电器会连接外部设备完成相应功能（比如，开窗，浇灌等）。