楊婉琪 陸永強 張亦睿 潘曉錚 湯瑞靜

摘?要：本系統(tǒng)通過上位機和下位機結(jié)合的方式，對大棚的空氣溫濕度、光照強度等數(shù)據(jù)進行監(jiān)控，通過手機客戶端與PC客戶端，實現(xiàn)了對外設(shè)的精準(zhǔn)控制和環(huán)境參數(shù)的實時顯示。使用Arduino傳感網(wǎng)絡(luò)，開發(fā)難度大大降低，擴展性大大增強，更加容易維護和擴展;使用ZigBee技術(shù)進行通信，實現(xiàn)了低功耗快速傳輸，所形成的自組網(wǎng)絡(luò)具有很強的抗干擾能力。

關(guān)鍵詞：智慧大棚;Arduino;ZigBee技術(shù)

0?引言

設(shè)計新型智能農(nóng)業(yè)設(shè)備對推進溫室產(chǎn)業(yè)的規(guī)?；彤a(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)通過上位機和下位機結(jié)合的方式，對大棚的空氣溫濕度、光照強度等數(shù)據(jù)進行監(jiān)控。

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

上位機由電腦PC端和手機Android客戶端共同構(gòu)成。上位機主要負責(zé)大棚內(nèi)各個環(huán)境數(shù)據(jù)的顯示、對下位機連接外設(shè)的遠程控制以及各個環(huán)境數(shù)據(jù)的閾值設(shè)置。

2?系統(tǒng)工作過程

首先，對PC端和手機客戶端軟件進行初始化，當(dāng)系統(tǒng)連通電源后，下位機部分開始初始化并與上位機進行連接。

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

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

3?系統(tǒng)運行模式

系統(tǒng)上電，打開PC端軟件和手機客戶端軟件，上位機、下位機開始顯示環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)。系統(tǒng)分為手動控制和自動控制兩種方式，當(dāng)選擇為手動控制模式時，在上位機按下相應(yīng)的按鈕可對外設(shè)進行控制;當(dāng)選擇為自動控制模式時，選擇合適的閾值并發(fā)送給下位機，實現(xiàn)外設(shè)的自動控制。控制面板如下圖所示。

4?結(jié)論

本文設(shè)計的系統(tǒng)，通過上位機和下位機結(jié)合的方式，對大棚的空氣溫濕度、光照強度等數(shù)據(jù)進行監(jiān)控，通過手機客戶端與PC客戶端，實現(xiàn)了對外設(shè)的精準(zhǔn)控制和環(huán)境參數(shù)的實時顯示。使用Arduino傳感網(wǎng)絡(luò)，開發(fā)難度大大降低，擴展性大大增強，更加容易維護和擴展;使用ZigBee技術(shù)進行通信，實現(xiàn)了低功耗快速傳輸，所形成自組網(wǎng)絡(luò)具有很強的抗干擾能力，為農(nóng)業(yè)綜合生態(tài)信息系統(tǒng)的設(shè)計提供了技術(shù)支撐。

參考文獻：

[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)計與應(yīng)用[J].中國農(nóng)機化學(xué)報，2015（5）：90-95.

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