楊婉琪 陸永強(qiáng) 張亦睿 潘曉錚 湯瑞靜

摘?要：本系統(tǒng)通過(guò)上位機(jī)和下位機(jī)結(jié)合的方式，對(duì)大棚的空氣溫濕度、光照強(qiáng)度等數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，通過(guò)手機(jī)客戶(hù)端與PC客戶(hù)端，實(shí)現(xiàn)了對(duì)外設(shè)的精準(zhǔn)控制和環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)顯示。使用Arduino傳感網(wǎng)絡(luò)，開(kāi)發(fā)難度大大降低，擴(kuò)展性大大增強(qiáng)，更加容易維護(hù)和擴(kuò)展;使用ZigBee技術(shù)進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)了低功耗快速傳輸，所形成的自組網(wǎng)絡(luò)具有很強(qiáng)的抗干擾能力。

關(guān)鍵詞：智慧大棚;Arduino;ZigBee技術(shù)

0?引言

設(shè)計(jì)新型智能農(nóng)業(yè)設(shè)備對(duì)推進(jìn)溫室產(chǎn)業(yè)的規(guī)模化和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，建設(shè)溫室產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新體系都有重要作用。

1?系統(tǒng)結(jié)構(gòu)概述

本系統(tǒng)通過(guò)上位機(jī)和下位機(jī)結(jié)合的方式，對(duì)大棚的空氣溫濕度、光照強(qiáng)度等數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控。

下位機(jī)主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集、整理、傳遞以及外設(shè)的驅(qū)動(dòng)，由下位機(jī)主核心和Arduino傳感器網(wǎng)絡(luò)兩大部分組成。下位機(jī)主核心為下位機(jī)部分的主要核心，由多個(gè)外部設(shè)備和STC12C5A16S2控制中心構(gòu)成，主要負(fù)責(zé)獲取所有Arduino傳感器的溫室大棚環(huán)境數(shù)據(jù)，并經(jīng)過(guò)分析計(jì)算在液晶模塊上進(jìn)行顯示，然后把數(shù)據(jù)再發(fā)送給PC端和手機(jī)客戶(hù)端組成的上位機(jī)部分。

上位機(jī)由電腦PC端和手機(jī)Android客戶(hù)端共同構(gòu)成。上位機(jī)主要負(fù)責(zé)大棚內(nèi)各個(gè)環(huán)境數(shù)據(jù)的顯示、對(duì)下位機(jī)連接外設(shè)的遠(yuǎn)程控制以及各個(gè)環(huán)境數(shù)據(jù)的閾值設(shè)置。

2?系統(tǒng)工作過(guò)程

首先，對(duì)PC端和手機(jī)客戶(hù)端軟件進(jìn)行初始化，當(dāng)系統(tǒng)連通電源后，下位機(jī)部分開(kāi)始初始化并與上位機(jī)進(jìn)行連接。

其次，利用ZigBee傳輸協(xié)議，下位機(jī)從Arduino傳感器網(wǎng)絡(luò)中獲取溫室大棚的環(huán)境數(shù)據(jù)，并在液晶模塊進(jìn)行顯示。

最后，通過(guò)STC12C5A16S2主核心將數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，再利用串口或者藍(lán)牙傳輸給上位機(jī)。其中在下位機(jī)中有手動(dòng)模式和自動(dòng)模式兩種控制模式，用戶(hù)可以在這兩種模式中任意切換。

3?系統(tǒng)運(yùn)行模式

系統(tǒng)上電，打開(kāi)PC端軟件和手機(jī)客戶(hù)端軟件，上位機(jī)、下位機(jī)開(kāi)始顯示環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)分為手動(dòng)控制和自動(dòng)控制兩種方式，當(dāng)選擇為手動(dòng)控制模式時(shí)，在上位機(jī)按下相應(yīng)的按鈕可對(duì)外設(shè)進(jìn)行控制;當(dāng)選擇為自動(dòng)控制模式時(shí)，選擇合適的閾值并發(fā)送給下位機(jī)，實(shí)現(xiàn)外設(shè)的自動(dòng)控制?？刂泼姘迦缦聢D所示。

4?結(jié)論

本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，通過(guò)上位機(jī)和下位機(jī)結(jié)合的方式，對(duì)大棚的空氣溫濕度、光照強(qiáng)度等數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，通過(guò)手機(jī)客戶(hù)端與PC客戶(hù)端，實(shí)現(xiàn)了對(duì)外設(shè)的精準(zhǔn)控制和環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)顯示。使用Arduino傳感網(wǎng)絡(luò)，開(kāi)發(fā)難度大大降低，擴(kuò)展性大大增強(qiáng)，更加容易維護(hù)和擴(kuò)展;使用ZigBee技術(shù)進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)了低功耗快速傳輸，所形成自組網(wǎng)絡(luò)具有很強(qiáng)的抗干擾能力，為農(nóng)業(yè)綜合生態(tài)信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了技術(shù)支撐。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張新，陳蘭生，趙俊.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧農(nóng)業(yè)大棚設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào)，2015（5）：90-95.

[2] 段益群，劉國(guó)彥.基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧農(nóng)業(yè)大棚系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].軟件工程師，2013（12）：35+31.