一、概述 1．1項目概況現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要一環(huán)就是對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的一些重要參數(shù)進(jìn)行檢測是，如：空氣溫度、濕度、CO2含量、土壤含水量等。在農(nóng)業(yè)種植問題中，溫室環(huán)境與生物的生長、發(fā)育、能量交換密切相關(guān)。進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測是實現(xiàn)溫室大棚生產(chǎn)管理自動化、科學(xué)化的基本保證。大棚內(nèi)的溫度、濕度、CO2等參數(shù)，直接關(guān)系到蔬菜水果的生長。目前，國外的溫室大棚設(shè)施已基本實現(xiàn)自動化，而國內(nèi)普遍采取人工管理，這樣必然造成測控精度低、勞動強(qiáng)度大、測控實時性差等弊端。因些，為實現(xiàn)高效地精細(xì)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，需要發(fā)展出一套能自動實時監(jiān)控大棚內(nèi)溫/濕度、CO2含量的系統(tǒng)。 深圳億中安電子科技開發(fā)的 YZA蔬菜大棚環(huán)境無線遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng) 是專為蔬菜種植溫室研制的溫濕度智能監(jiān)控系統(tǒng)，能夠自動監(jiān)控室內(nèi)溫濕度。本方案結(jié)合了蔬菜栽培溫室的特點，采用溫濕度傳感器，克服了傳統(tǒng)模擬式溫濕度傳感器的不穩(wěn)定、誤差大、容易受干擾、需要定期校準(zhǔn)等嚴(yán)重缺陷，本產(chǎn)品測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，精度高，運行穩(wěn)定，質(zhì)量可靠，在蔬菜溫室大棚具有廣闊的應(yīng)用前景。 二、YZA蔬菜大棚環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)介紹2.1 系統(tǒng)簡介 YZA大棚環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，由環(huán)境監(jiān)控服務(wù)器、無線傳感網(wǎng)組件、前端監(jiān)測設(shè)備、電源系統(tǒng)、太陽能供電組件及各種傳感器組成。整個大棚現(xiàn)場采取無線傳感網(wǎng)組網(wǎng)，對大棚內(nèi)的環(huán)境參數(shù)進(jìn)行采樣，每個棚之間采用ZigBee技術(shù)的無線傳感網(wǎng)進(jìn)行傳輸，每節(jié)點最遠(yuǎn)直線距離可達(dá)1kM，一般架設(shè)按500米左右分布，節(jié)點之間可實現(xiàn)無線中繼、自組網(wǎng)，各種傳感器、監(jiān)控設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)與環(huán)境監(jiān)控服務(wù)器相連。本系統(tǒng)特點：采取目前先進(jìn)的無線傳感網(wǎng)技術(shù)，安裝方便，大大減少了施工量，低功耗，必要時可采取普通電池或太陽能電池供電工作。ZigBee是一種新興的短距離、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本、低復(fù)雜度的無線傳感網(wǎng)技術(shù)。ZigBee采取了IEEE802.15.4強(qiáng)有力的無線物理層所規(guī)定的全部優(yōu)點：省電、簡單、成本又低的規(guī)格；ZigBee增加了邏輯網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)安全和應(yīng)用層。ZigBee主要應(yīng)用領(lǐng)域包括工業(yè)控制、消費性電子設(shè)備、汽車自動化、家庭和樓宇自動化、醫(yī)用設(shè)備控制等。ZigBee特點 數(shù)據(jù)傳輸速率低：10KB/秒-250KB/秒，專注于低速傳輸應(yīng)用。 功耗低：在低功耗待機(jī)模式下，兩節(jié)普通5號電池可使用6-24個月。 成本低：ZigBee數(shù)據(jù)傳輸速率低，協(xié)議簡單，所以大大降低了成本。 網(wǎng)絡(luò)容量大：網(wǎng)絡(luò)最多可容納65,000個設(shè)備。 網(wǎng)絡(luò)的自組織、自愈能力強(qiáng)，通信可靠。 數(shù)據(jù)安全： ZigBee提供了數(shù)據(jù)完整性檢查和鑒權(quán)功能，采用AES-128加密算法。 工作頻段靈活：使用頻段為2.4GHz、868MHz（歐洲）和915MHz（美國），均為免執(zhí)照（免費）的頻段。 2．2系統(tǒng)組成、工作原理在蔬菜大棚內(nèi)安放 YZA溫濕度無線傳感器 及相應(yīng)的基站設(shè)備。傳感器會將采集到的溫濕度信息，通過無線方式實時地向服務(wù)器發(fā)送。如果大棚當(dāng)前的溫濕度不利于蔬菜生長，主機(jī)就會報警來提醒管理員做出相應(yīng)的操作，從而實現(xiàn)大棚蔬菜的智能化管理。本套系統(tǒng)防水防塵，可以長時間運行于溫室等高溫高濕環(huán)境。同時前端傳感器、無線設(shè)備均采用一體化低功耗設(shè)計，如在施工中無法使用固定電源供電時，可安裝太陽能供電組件，簡化工程施工。工作原理如下圖所示： 2.3溫濕度監(jiān)測：監(jiān)測對象：對大棚內(nèi)的溫度、濕度進(jìn)行實時監(jiān)測。監(jiān)測實現(xiàn)：溫濕度傳感器采用數(shù)字溫濕度傳感器，系統(tǒng)通過傳感器不同的地址碼來區(qū)別每個位置的傳感器，傳感器的輸出信號通過ZigBee無線傳感網(wǎng)接到監(jiān)控主機(jī)串口，并且在系統(tǒng)中的電子地圖可以標(biāo)識其位置。2.4CO2濃度監(jiān)測監(jiān)測：監(jiān)測對象：對大棚內(nèi)CO2濃度進(jìn)行監(jiān)測，且實時報警。監(jiān)測實現(xiàn)：在大棚內(nèi)安CO2濃度探測器，再將傳感器的輸出信號通過ZigBee無線傳感網(wǎng)接到監(jiān)控主機(jī)串口。這樣當(dāng)CO2濃度超標(biāo)時，系統(tǒng)會立即報警，通知管理人員。2.5遠(yuǎn)程拍照（選配功能）當(dāng)需要了解現(xiàn)場實際情況時，可通過軟件啟動遠(yuǎn)程拍照功能，對現(xiàn)場情況進(jìn)行拍攝，照片將通過無線網(wǎng)絡(luò)實時回傳到監(jiān)控計算機(jī)上顯示并保存。 三、系統(tǒng)軟件 YZA蔬菜大棚環(huán)境無線遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng) 的軟件系統(tǒng)介紹:本軟件系統(tǒng)采用.net4.0、asp.net、SqlServer2005技術(shù)開發(fā)，采用B/S+C/S混合模式，三層架構(gòu)，便于后期功能擴(kuò)展，普通用戶端只需要IE瀏覽器即可實現(xiàn)登錄訪問管理。1、系統(tǒng)能對大棚環(huán)境溫濕度進(jìn)行采集和顯示（現(xiàn)場觀溫，軟件記錄）2、設(shè)定蔬菜的生長期適宜溫濕度;3、管理人員可以隨時查詢采集過來的溫濕度歷史記錄、溫濕度預(yù)警信息、溫濕度超限信息、超限處理措施及整改提示、監(jiān)測點環(huán)境情況評估、監(jiān)測點故障、監(jiān)測點地理位置等信息。(以數(shù)據(jù)方式和動態(tài)曲線方式顯示)4、一臺上位機(jī)控制多個大棚蔬菜大棚溫濕度控制系統(tǒng)工作過程;5、管理人員在上位機(jī)軟件設(shè)置要控制的大棚編號和溫濕度上限和下限值，通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送出去;6、自動記錄實時更新并自動記錄溫濕值;7、報表打印 軟件實測溫度曲線圖 四、技術(shù)參數(shù)?l 103db鏈路預(yù)算；l ?接收靈敏度：-97dbm@1.5Vl ?發(fā)送功率：+6dbm@1.5V;l ?3000英尺無障礙傳輸距離；l ?最低睡眠電流： 1 A；l ?工作電壓：2.1~3.3V；l ?接收電流：35mA；l ?發(fā)送電流：44mA；l ?速率：250kbps；n射頻特性（除非另有說明，否則溫度=25 C，VCC=3.0V）描述最小值典型值最大值單位頻率帶（16-5MHz寬的通道）2.405 2.480GHzRX靈敏為1%PER -97-90dBmTX輸出功率4.86.16.8dBm誤差矢量幅度 1735%鄰道抑制+/-5MHz 47 dB+/-10MHz 51 dB頻率誤差容限 40ppm輸出功率控制范圍 30 dB空氣傳播的數(shù)據(jù)速率 250 kbps諧波（第二和第三） -41.2 dBm/MHz