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日光温室物联网技术研究与应用

更新时间：2020-02-15 22:57:43 大小：2M 上传用户：zhiyao6 查看TA发布的资源 标签：物联网 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

近年来，我国人口越来越多、城镇化进程发展迅速、耕地面积逐渐减少，以上因素使得我国的粮食安全保障问题日益严重。设施农业作为一种现代农业生产方式，可摆脱自然环境的限制，在人为控制环境下，实现周年生产，并大幅度提高土地产出率，解放劳动力，有效缓解粮食安全保障问题。而日光温室是我国独有的设施农业类型，但是缺乏现代科学技术的有效支撑，土地产出率和资源利用率不高，因此，本研究致力于结合嵌入式微控制器和物联网技术，提升其感知和掌控能力，实现高效、安全产出。

本系统分为下位机、无线收发模块和上位机三部分，下位机负责采集、存储、显示环境参数数据，以及驱动执行设备；XBee模块负责搭建ZigBeeMesh网络，充当系统沟通的“桥梁”，负责数据的无线收发；STM32负责实时接收、显示MSP430采集的环境数据，同时支持反馈控制。下位机以超低功耗单片机 MPS430F5438为核心，以低功耗、采集通用性为基本理念，设计了太阳能充电电路、分级分离式供电电路、采集通用性电路以及各功能模块电路；无线收发采用美国DIGI公司生产的XBee-Pro ZigBeeMesh2.4型模块，是一款把ZigBee协议栈固化进内部FLASH的ZigBee模块，通讯距离远，简易性操作，上电自动组成Mesh网络；上位机以32位单片机STM32F103ZET6为核心，驱动3.2寸TFT触摸彩屏，设计友好的人机交互界面供用户使用。

经测试，下位机在整机休眠状态时，电流消耗只有100uA，使用2Ah的充电锂电池可持续使用181天，而使用太阳能充电，只需两天就可充满；支持各种数字信号(单总线、IIC、SDI-12、串口)传感器和模拟（标准/微弱电压电流、差分信号等）传感器；单点传输距离达到了800m，在原有网络结构破坏的情况下，数据链路保持畅通；上位机的人机交互界面可实时显示环境数据，并可以远程操控与下位机相连的执行设备。

该系统低功耗和太阳能充电性能良好，具有很强的采集通用性，支持市面上大部分传感器，网络抗干扰能力和鲁棒性较强，整个系统由感知到反馈控制形成了闭环回路，切实调高了日光温室的智慧管控能力，为实现作物高产、优质、高效、生态、安全生产提供了一种行之有效的方案。