基于Zigbee的环境参数监测系统设计与实现
2019-06-11杨婉琪刘玥萱张峻玮
杨婉琪 刘玥萱 张峻玮
摘 要：快速有效的检测养殖场的环境参数是养殖业所面临的重要问题，本文以养殖场的环境参数检测为目标，设计了环境参数监测系统。该系统使用DHT11传感器、MQ135气体传感器、光照传感器、CC2530单片机，利用Zigbee无线通信技术，对养殖场的温湿度、氨气浓度和光照强度等环境参数进行实时检测，并实现了上位机和下位机的实时显示，可以随时观察环境参数的变化。经实验，该系统具有监控范围广、速度快、精度高、无需现场布线等优点，有效地实现了对环境参数的实时监测，为养殖业生态环境信息系统的综合使用提供了技术支持。
关键词：环境参数 检测 Zigbee技术 养殖场
中图分类号：TP319 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）02（c）-0125-02
环境参数对养殖物能否健康生长起着至关重要的作用，所以如何快速有效地检测环境参数成为养殖业的一个重要问题，Zigbee技术是一种低功耗、低成本、安全性高的无线通信技术。本设计以养殖场为例，应用Zigbee技术对养殖场的环境参数进行检测，及早发现病情来改善动物健康状况，进而获得更大的经济效益。
1 系统结构
系统通过上位机和下位机结合的方式，对养殖场的环境参数进行监测。系统整体结构如图1所示。
系统使用CC2530芯片作为控制核心，向传感器模块发送指令，采集温度、湿度、光照强度和氨气浓度四个参数的数据，通过串口将数据发送给显示模块实现下位机显示;数据同时发送给Zigbee终端，通过无线传输到Zigbee协调器，再发送给上位机，实现上位机显示。
2 工作原理
2.1 采集模块
传感器模块负责环境参数的采集，由DHT11温湿度傳感器采集空气的温湿度、由MQ135气体传感器采集空气中的氨气浓度、由光照传感器GY-30采集光照强度。
2.2 无线通信模块
Zigbee技术作为双向无线通信技术中的一种，具有快速、成本低、容量高、功耗低的优点，两节点之间可在10～100m范围内进行无线通信，增加RF发射功率能提高至1～3000m，所以本设计使用Zigbee 技术。
2.3 显示模块
显示分为上位机显示和下位机显示两种。上位机显示即监控中心，利用Visual Studio设计监控界面，下位机显示使用OLED显示屏实现。
3 系统调试
系统设计分为3个部分，一是Zigbee终端，负责环境参数采集、收发数据和OLED显示;二是Zigbee协调器，负责组建网络、发送数据给上位机;三是监控中心，负责上位机显示。
接通电源后，Zigbee协调器组建网络，Zigbee终端加入网络，定时时间到后，Zigbee协调器发送数据给Zigbee终端，Zigbee终端发送采集指令，将采集到的数据发送给OLED，实现下位机显示;Zigbee终端同时将采集到的数据发送给Zigbee协调器，实现上位机显示。流程如图2所示。
接通电源，上位机显示如图3所示，下位机显示如图4所示，均实时显示当前环境的温度、湿度、氨气浓度和光照强度。
3 结论
本文设计的环境参数检测系统基于Zigbee技术，实现了对养殖场环境参数的智能检测，该系统有着监控范围广、精度高、速度快、无需现场布线等优点，为养殖业生态信息系统的综合使用提供了技术支撑。
参考文献
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