基于无线传感器网络的温室CO2浓度监控系统-农业机械学报.PDF

２０１７年 ７月 农 业 机 械 学 报 第 ４８卷 第 ７期 ｄｏｉ：１０．６０４１／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００１２９８．２０１７．０７．０３５ 基于无线传感器网络的温室ＣＯ 浓度监控系统 ２ １，２ １，２ １，２ １，２ １，２ 王嘉宁 　牛新涛 　徐子明 　郑传涛 　王一丁 （１．吉林大学电子科学与工程学院，长春 １３００１２；２．集成光电子学国家重点联合实验室，长春 １３００１２） 摘要：设计了一种温室二氧化碳（ＣＯ）浓度监控系统，该系统由传感器节点、ＣＯ 浓度调控节点、无线通信网络和 ２ ２ 上位机软件平台构成。采用红外 ＣＯ 测量模块 Ｓ３００作为传感器节点的核心模块对温室 ＣＯ 浓度进行实时测量， ２ ２ 并将采集到的ＣＯ 浓度、温湿度、光照等环境信息通过无线网络传输至上位机软件平台，实现了对温室环境的远程 ２ 监控。上位机软件平台对采集到的环境参数进行处理、信息网络同步，并通过模糊 ＰＩＤ算法对温室内ＣＯ 浓度进 ２ 行智能调节。在通信过程中，传感器节点实时采集接收信号强度（ＲＳＳＩ），在保证数据传输质量的同时有效调整无 线发射功率以延长节点寿命。在实验室条件下配备了标准浓度的ＣＯ 气体样品对设计的传感器节点性能进行了 ２ －５ －４ －４ 标定和表征，结果显示，该传感器对 ＣＯ 体积分数的检测下限小于５×１０ ；对体积分数为３×１０ 和６５×１０ 的 ２ ＣＯ 气体样品分别进行了１０ｈ的长期测量，相对波动小于２６％。将该监测系统在吉林省长春市双阳区奢岭镇国 ２ ２ －４ 信采摘园进行了现场调控试验，试验温室面积为６４０ｍ ，设定温室中ＣＯ 的目标体积分数为 ８×１０ ，经调控后温 ２ －４ 室中ＣＯ 体积分数的波动范围约为（８±０４２）×１０ 。该 ＣＯ 监测系统具有小型化、高性价比、高测量精度等优 ２ ２ 势，实现了信息的智能化管理与远程同步，以及温室内ＣＯ 浓度的智能调控。 ２ 关键词：温室；ＣＯ 浓度传感器；无线通信网络；监控系统 ２ ＋ 中图分类号：Ｓ６２５５ １ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００