1、 本 科 毕 业本 科 毕 业 设 计设 计 开 题 报 告开 题 报 告 题题 目目： 温室环境监测与联动执行系统的设计 学学 院：院： 信息科学与技术学院 学生姓名：学生姓名： 专专 业：业： 物联网工程 1301 班级学号：班级学号： 指导教师姓名：指导教师姓名： 指导教师职称指导教师职称： 讲师 20172017 年年 3 3 月月 2 2 日日 学生姓名学生姓名 专业班级专业班级 物联网物联网工程工程 13011301 学学 号号 指导教师指导教师 职职 称称 讲师讲师 所在学院所在学院 信息科学与技术信息科学与技术学学 院院 设计设计名称名称 温室环境监测与联动执行系统的设计温室环
2、境监测与联动执行系统的设计 设计内容分析设计内容分析： 本设计拟完成一个温室环境监测与联动执行系统,实现传感器与效应器的联动。 设计背景：21 世纪的今天，我国各行各业迈向信息化道路。我国是一个农业大国， 传统粗放的简单机械化的农业生产方式严重限制了农业的发展，而物联网所具有的自动 化，信息化正是解决这一瓶颈的良好方案。如果物联网技术渗透到农业生产的方方面面， 将节省大量人力和物力资源。本设计就是实现了一个温室里自动检测环境变化后，执行 器产生相应联动从而维持良好的生产条件，从而减少人力成本。 本设计监测温室的环境，包括环境温湿度、土壤温湿度、雨雪、二氧化碳等参数； 对监测的结果进行远程传输；
3、温室本地根据参数值联动相关的执行器，包括浇水、吹风、 加热、卷帘等。 传感器是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器的存在和发展，让物体有了 触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体慢慢变得活了起来。通常根据其基本感知功能分为热 敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏 感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。本设计主要采用了温度传感器、湿度传感器、 二氧化碳传感器， 动态监测温室环境的变化， 与传感器相连的 ZigBee 节点实时传输数据， 当数据到达实现设定的阈值之后，使得效应器产生相应动作，从而实现维护温室环境的 稳定。从而减少人工成本，使得温室效益最大化。 Zi
4、gBee 模块在本设计中承担新通信与数据处理的功能，本设计主要采用 CC2530 模 块，功耗小，传输距离可观，足以中等规模温室使用。 技术分析技术分析： 本设计将实现一个温室环境监测与联动执行系统，可以通过传感器收集数据，通过 ZigBee 传输与处理数据，通过各种效应器（如：加热器，吹风机等）实现对温室环境的 自动调节，本设计的优点是不需要高级的电子计算机控制，仅通过 ZigBee 节点的终端节 点，协调器和路由器就能组织起覆盖面积很广的传感器网络。 参考案例： 托普云农大棚监控及智能控制：该方案是通过在每个智能农业大棚内部署传感器， 对大棚内相应的环境参数进行实时采集，在数据服务器上对实
5、时监测数据进行存储和智 能分析与决策，并自动开启或者关闭指定设备。 该方案很好的实现了信息的采集，并且做到了根据采集到的信息进行相应联动，缺 点是他需要一个较为完备的数据服务器，这意味着需要在温室设置数据中心，这大大增 加了生产成本，因此我的设计仅适用 CC2530ZigBee 节点实现数据的实时处理与效应，而 一个 CC2530 模块价格相当低廉，减少了部署成本，极大的降低了推广的障碍。 相关技术： ZigBee 技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技 术,主要用于距离短、 功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型 的有周期性数据、 间歇性数据和
6、低反应时间数据传输的应用。 ZigBee 可工作在 2.4GHz(全 球流行)频段上,具有最高 250kbit/s 的传输速率，它的传输距离在 10-75m 的范围内,但 可以继续增加。 本设计拟采用 CC2530 芯片， CC2530 使用了 IEEE 802.15.4 协议， 将 ZigBee 和 RF4CE 应用的一个真正的片上系统（SOC）解决方案。它能够以非常低的总的材料成本建立强大 的网络节点。节点之间相互通信，形成扩展性极强的 ZigBee 网络。CC2530 内部包含三 类功能模块：CPU 和内存相关的模块，外设、时钟和电源管理相关的模块，以及无线电 相关的模块。 CC2530 根据其内部烧写的程序的不同，可划分为：终端节点，协调器，路由节点。 终端节点负责与传感器或效应器相连，进行末端数据收集，并与协调器进行数据传输； 协调器是一个简单的处理器， 负责数据处理并发出指令消息； ZigBee 模块通信距离有限， 但是可以通过路由节点将 ZigBe
