无线温室环境监测系统设计(附件)
本文针对我国温室监测办法相对落后的问题设计了无线温室环境监测系统，通过实验和测试完成了无线温室环境监测系统的客户端软件设计。上位机软件由SQL数据库，VS2012开发平台组成，下位机硬件由ZigBee协调器和终端节点构成。该系统是使用终端节点采集温室环境因子数据，如温度、湿度、光照强度等。并根据所得的数据自动输送给协调器，协调器将数据传送给上位机客户端处理数据，直面的显示出环境因子的变化规律。经过检测无线温室环境监测系统能够较为准确的监测环境因子，实时显示数据，较好的完成了设计初衷。关键词 无线传输，组网，客户端，数据库
目 录
1 引言 1
1.1 研究背景与意义 1
1.2 国内外研究与发展现状 1
2 无线温室环境监测系统总体设计 3
2.1 需求分析 3
2.2 系统设计 4
2.2.1 组网 4
2.2.2 系统组成技术方案 4
3 无线温室监测系统软件设计 8
3.1 无线温室监测系统节点组成框架 8
3.2 ZigBee监测终端设计 9
3.2.1 传感器模块 9
3.2.2 ZigBee节点模块 13
3.3 ZigBee协调器 15
4 程序设计 15
4.1 ZigBee硬件程序设计 15
4.1.1 TI ZStack2007协议找 15
4.1.2 ZigBee协调器程序设计 16
4.1.3 ZigBee监测终端节点程序设计 17
4.2 软件程序设计 20
4.2.1 数据库 20
4.2.2 PC上位机的程序设计 21
4.3 PCB的设计 24
5系统测试 28
5.1硬件测试 28
5.1上位机与数据库测试 29
结论 32
致谢 33
参考文献 34
1 引言
1.1 研究背景与意义
早在几十年前，我国的温室监测技术便已经开始萌芽,但是受限于科学技术,人们始终依靠着人力去粗 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
糙的测量温室中的温度、湿度以及光照强度等温室因子，然后进行人工抄录所得到的数据。随着时间的推移与技术的发展，人们似乎并不满足于人工测量，转为依赖更加精确的仪器去测量环境因子，用更加科学的记录方式绘制变化曲线，了解环境变化。紧接着计算机走进了中国的千家万户，我们不禁思考如何自动监测并且记录温室中的环境因子，如何自动绘制温室环境因子变化曲线，直白的让我们了解到温室环境。因此，无线温室环境监测技术是随自动化监测技术、无线通讯技术及计算机技术的发展而发展起来的。
近些年，温室栽培在我国取得了较快的发展，但是目前我国温室的环境监测技术水平仍较低，根本无法满足全年高产的要求。因此，应当尽快提升我国对温室环境因子的自动监测水平，以尽快打到现代化农业水平。通过查阅资料发现目前为止我国的温室环境监测系统大多基于有线布网与传输，例如基于RS485的总线的温室监测。不过有线布网也带来了许多的不便，例如布线难度大，系统脆弱，不易升级维护等。因此，有线布网并没有大面积的使用。考虑到我国的现状与有线温室环境监测的优缺点，本文选用无线ZigBee技术组网完成无线温室环境监测系统。
无线温室环境监测系统涉及到无线通信技术、传感器模块、数据库以及数据处理等多种技术。无线通信技术是用来采集和接收传感器模块采集到的环境因子的数据，是系统的核心。传感器模块主要选用了温湿度传感器DHT11以及光照强度传感器BH1750。数据库以及数据处理用于分析和处理温室大棚环境数据。现代社会，信息的采集已然成为各行各业的不可脱离的一个环节，在温室种植业也是一样，更加可靠精确的温室数据获取必然会年产提高、摆脱不定因素。由此可见，无线温室监测技术的发展对现代化温室产业具有深远的影响。
1.2 国内外研究与发展现状
设施园艺农业在海外被广泛开发。他们采用了高度的技术，制定了标准的设施和设备，并制定了农业种植和处理的标准。作为美国和日本而闻名的植物工厂。那里有世界上最先进的全套系统。那是使用人工的干涉，进行远程监测温室环境因子,并且会进行人干的干预。
西方国家的温室农业发展较早并且自动化水平普遍较高。欧洲发展最早的是罗马，等到15到16世纪时欧洲大部分国家开始利用温室种植改变种植方式生产时令的水果蔬菜。而我国的温室种植发展于20世纪60年代，与国外相比起步晚了很多，技术水平也自然落后于西方国家。
像荷兰、法国、英国等欧洲国家，设施农业自动化水平高，农业生产规模大，采用大农场的生产方式。无线温室环境监测监控水平也是十分领先，对温室内的各种环境因子的监测监控已经十分细致，甚至达到了计算机的智能控制环境的水平，因此他们的生产量巨大，效率十分显著。相比之下，我国的农业种植水平十分落后，基本采用小农作业，温室大棚种植也仅限于小规模的田地温室并且没有任何的环境监测系统，更别说计算机的智能调控。不过随着技术的不断发展，与人们提高了温室环境监测技术的重视，我国开始不断地从国外引进相对领先的一些技术。因此，总的来说，我国的温室种植正在向着规模化、集中化、专业化、自动化和智能化的方向迅速发展。
由此可见，我们物联网的温室水平远不能与其他国家相媲美，还是有很多的瑕疵，还是有许多有待改进的地方。
1)思想较落后，其实也是反映出了我们不够重视环境温室环境监测，比如说我们没有制定相应的最佳环境标准。橘生淮南则为橘，生于淮北则为枳，充分的说明了这一点，同样的作物在不同的环境下生产出来的产品也是完全不同的，在温室环境中，我们不知道作物具体适合什么温湿度，什么样的光照强度更加会让作物抗害虫，从而迅速生长，提高年产量。另外，不同地区的环境不同，种植的作物也不一样。作为温室大棚种植，更应当充分发挥优势，选择不同的环境种植不同的植物，因地制宜的为作物创造出最适合它们的生长环境，为不同的地区建立不同的环境参数。
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1 引言 1
1.1 研究背景与意义 1
1.2 国内外研究与发展现状 1
2 无线温室环境监测系统总体设计 3
2.1 需求分析 3
2.2 系统设计 4
2.2.1 组网 4
2.2.2 系统组成技术方案 4
3 无线温室监测系统软件设计 8
3.1 无线温室监测系统节点组成框架 8
3.2 ZigBee监测终端设计 9
3.2.1 传感器模块 9
3.2.2 ZigBee节点模块 13
3.3 ZigBee协调器 15
4 程序设计 15
4.1 ZigBee硬件程序设计 15
4.1.1 TI ZStack2007协议找 15
4.1.2 ZigBee协调器程序设计 16
4.1.3 ZigBee监测终端节点程序设计 17
4.2 软件程序设计 20
4.2.1 数据库 20
4.2.2 PC上位机的程序设计 21
4.3 PCB的设计 24
5系统测试 28
5.1硬件测试 28
5.1上位机与数据库测试 29
结论 32
致谢 33
参考文献 34
1 引言
1.1 研究背景与意义
早在几十年前，我国的温室监测技术便已经开始萌芽,但是受限于科学技术,人们始终依靠着人力去粗 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
糙的测量温室中的温度、湿度以及光照强度等温室因子，然后进行人工抄录所得到的数据。随着时间的推移与技术的发展，人们似乎并不满足于人工测量，转为依赖更加精确的仪器去测量环境因子，用更加科学的记录方式绘制变化曲线，了解环境变化。紧接着计算机走进了中国的千家万户，我们不禁思考如何自动监测并且记录温室中的环境因子，如何自动绘制温室环境因子变化曲线，直白的让我们了解到温室环境。因此，无线温室环境监测技术是随自动化监测技术、无线通讯技术及计算机技术的发展而发展起来的。
近些年，温室栽培在我国取得了较快的发展，但是目前我国温室的环境监测技术水平仍较低，根本无法满足全年高产的要求。因此，应当尽快提升我国对温室环境因子的自动监测水平，以尽快打到现代化农业水平。通过查阅资料发现目前为止我国的温室环境监测系统大多基于有线布网与传输，例如基于RS485的总线的温室监测。不过有线布网也带来了许多的不便，例如布线难度大，系统脆弱，不易升级维护等。因此，有线布网并没有大面积的使用。考虑到我国的现状与有线温室环境监测的优缺点，本文选用无线ZigBee技术组网完成无线温室环境监测系统。
无线温室环境监测系统涉及到无线通信技术、传感器模块、数据库以及数据处理等多种技术。无线通信技术是用来采集和接收传感器模块采集到的环境因子的数据，是系统的核心。传感器模块主要选用了温湿度传感器DHT11以及光照强度传感器BH1750。数据库以及数据处理用于分析和处理温室大棚环境数据。现代社会，信息的采集已然成为各行各业的不可脱离的一个环节，在温室种植业也是一样，更加可靠精确的温室数据获取必然会年产提高、摆脱不定因素。由此可见，无线温室监测技术的发展对现代化温室产业具有深远的影响。
1.2 国内外研究与发展现状
设施园艺农业在海外被广泛开发。他们采用了高度的技术，制定了标准的设施和设备，并制定了农业种植和处理的标准。作为美国和日本而闻名的植物工厂。那里有世界上最先进的全套系统。那是使用人工的干涉，进行远程监测温室环境因子,并且会进行人干的干预。
西方国家的温室农业发展较早并且自动化水平普遍较高。欧洲发展最早的是罗马，等到15到16世纪时欧洲大部分国家开始利用温室种植改变种植方式生产时令的水果蔬菜。而我国的温室种植发展于20世纪60年代，与国外相比起步晚了很多，技术水平也自然落后于西方国家。
像荷兰、法国、英国等欧洲国家，设施农业自动化水平高，农业生产规模大，采用大农场的生产方式。无线温室环境监测监控水平也是十分领先，对温室内的各种环境因子的监测监控已经十分细致，甚至达到了计算机的智能控制环境的水平，因此他们的生产量巨大，效率十分显著。相比之下，我国的农业种植水平十分落后，基本采用小农作业，温室大棚种植也仅限于小规模的田地温室并且没有任何的环境监测系统，更别说计算机的智能调控。不过随着技术的不断发展，与人们提高了温室环境监测技术的重视，我国开始不断地从国外引进相对领先的一些技术。因此，总的来说，我国的温室种植正在向着规模化、集中化、专业化、自动化和智能化的方向迅速发展。
由此可见，我们物联网的温室水平远不能与其他国家相媲美，还是有很多的瑕疵，还是有许多有待改进的地方。
1)思想较落后，其实也是反映出了我们不够重视环境温室环境监测，比如说我们没有制定相应的最佳环境标准。橘生淮南则为橘，生于淮北则为枳，充分的说明了这一点，同样的作物在不同的环境下生产出来的产品也是完全不同的，在温室环境中，我们不知道作物具体适合什么温湿度，什么样的光照强度更加会让作物抗害虫，从而迅速生长，提高年产量。另外，不同地区的环境不同，种植的作物也不一样。作为温室大棚种植，更应当充分发挥优势，选择不同的环境种植不同的植物，因地制宜的为作物创造出最适合它们的生长环境，为不同的地区建立不同的环境参数。
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