检测作业：初步选型.doc

基于CC2430的zigbee温室大棚控制系统 番茄生长对环境条件的要求 环境指标 具体要求 温度 喜温果菜，但不耐高温又怕霜冻，适宜在月平均温度20-25度季节里生长。发芽适温28-30度，幼苗期昼温24-28度，夜温15-18度，开花期适温20-30度夜温15-20度，果实膨大期适温白天25-30度，夜温13-17度。 光照 喜光作物，但对日照长短要求较宽，以每天16小时左右光照条件为最好。 水分 土壤湿度以85%-90%为最适宜，空气相对湿度以45%-65%为最适宜，地表面见干见湿为最好。 土壤 对土壤要求不严格，但最好选择土层深厚、疏松、保肥、保水力强的砂壤土。pH值5.5-6.8。 养分 喜肥果菜，钾〉氮〉钙〉镁〉磷。 本方案针对番茄的生长条件，对其温湿度进行监控。 无线传感器网络 无线传感器网络(wireless sensor networks,WSN)综合了传感器、嵌入式计算、现代网络及无线通信和分布式信息处理等技术,是监测领域研究的热点。通过各类集成化的微型传感器协同完成对各种环境或监测对象的信息的实时监测、感知和釆集,信息通过无线方式被发送,并以自组多跳的网络方式传送到用户终端,特别适合远距离、多状态的状态监测。可以每隔200米左右布置一个监测点,这需要无线传输方式具有相当的传输距离,而无线传输距离又与功耗相关,由于取能电源供能有限,无线传输方式的功耗不能过大,温度数据量不大,且无需太高的传输速率,对无线传输方式的传输速率要求不高。表1综合比较了目前WSN的无线通信方面可以采用的技术,ZigBee在各项指标上优势明显 表1 无线传感网络比较 种类 Zigbee 蓝牙 Wi-fi 红外 RFID HomeRF 传输距离 50—300m 10m 50m 5m 1—10m 50m 网络扩展 自动扩展 无 无 无 无 有 最大功率 1—3mW 1—100mW 100mW 10mW mW级 50mW 传输速率 250Kb/s 1Mb/s 1—11Mb/s 1.521Mb/s 0.2Mb/s 1.2Mb/s 频段 868MHz-2.4GHz 2.4 GHz 2.4 GHz 820nm 5.8 GHz 2.4 GHz 网络节点 65000 8 50 无 无 127 联网时间 30ms 10s 3s ms ms 1.38s 终端费用 低 低 高 较低 低 一般 ZigBee的功能特点主要有以下几方面: (1)低成本; (2)低速率,满足低速率传输数据的应用需求。 (3)短延迟,典型的有哪些信誉好的足球投注网站设备时延为30ms,休眠激活时延是15ms; (4)免许可无线通信频段,使用频段为2.4GHz, 868MHz (欧洲),915MHz (北美); (5)抗干扰能力强,在低信噪比的环境下ZigBee具有很强的抗干扰性能; (6)典型的传输距离为50—300m,通过增大增益,其传输距离、抗干扰和扩展的能力也会增强; (7)低功耗,对应相同的传输距离,ZigBee的功耗最低; (8)自动组网,通过设置可自动组成:星型、树型、链型、网状网络。 (9)高容量,一个主节点可管理254个子节点,同时主节点还可由上一层网络节点管理,最多可组成65000个节点的大网。 ZigBee和GPRS相结合的数据传输方式。ZigBee在短距离无线传输方面具有低功耗、自动组网、免费通信等优点,适合组成无线传感网络。GPRS在城市基本实现无缝覆盖,适合远距离无线传输。ZigBee和GPRS结合,两者优势互补,可应用在农业温室大棚的温度在线监测领域。如图1所示。 图1 测温系统整体设计 在确定采取的传输方式以后，就可以确定整个系统的定型。 整个测温系统分为硬件系统和软件系统。硬件系统包括:温度传感器、数据采集模块、无线发射模块、取能电源、数据管理平台(上位机)。软件系统包括:温度数据采集程序、无线通信程序、数据管理平台温度测控和数据管理程序。每个监测单元包括:温度传感器、数据采集模块、ZigBee无线发射模块、取能电源。终端节点通过ZigBee无线发射模块自动组网功能,组成ZigBee网络,每个终端节点兼具终端和中继的功能。 系统以CC2431为控制核心，对于室温采用温度传感器DS18B20进行数据采集，空气湿度采用DHT11进行数据采集。土壤温度和湿度分别采用专用的传感器采集数据，最后通过CC2430的无线收发模块进行无线传输。在无线接收端，利用LCD液晶显示模块进行相关数据显示，并且CC2430内自带51单片机，可通过RS232接口与计算机通信，进行温湿度的检测与控制，如图1所示。执行模块采用继电器组成的电路单独控制。 图2 CC2431简介 CC2431芯 片 是 Chipcon 公 司 提 供 的 全 球 首 款 支 持ZigB