ZigBee无线通信数传模块及数据采集模块在蔬菜工厂的应用

shunzhou

随着农业现代化的加快，农业管理更加的集中化，农业智能化管理渐渐兴起，管理者们坐在办公室或者是家里即可通过远程监控了解农作物生长的情况。而这依赖于无线通信技术的快速发展。ZigBee技术具有高可靠性、低成本、低功耗、高安全性等特点，广泛应用于工业控制、智能家居、商业楼宇以及农业自动化等领域，蔬菜工厂智能监控就是一个典型的案例。

ZigBee如何实现蔬菜工厂监控？

一、ZigBee无线传感技术

ZigBee（www.shuncom.com）定义了短距离、低数据传输速率无线通信所需要的一系列通信协议。ZigBee协议标准采用分层结构，每一层为上层提供一系列特殊的服务：数据实体提供数据传输服务;管理实体提供所有其他的服务。Zig Bee协议分为两个部分，IEEE802.15.4定义了物理层和媒体访问控制层，ZigBee联盟在此基础上定义了网络层和应用层架构，在应用层内提供了应用支持子层和ZigBee设备对象。

二、蔬菜工厂监控系统整体控制框架

蔬菜工厂监控系统整体控制框架，由主控机、房间节点监控单元、培菜架节点监控单元3部分组成。在蔬菜工厂里有多个房间，每个房间里配置了一个房间节点监控单元，每个房间里有多个培菜架，每个培菜架上配置了一个培菜架节点监控单元。

主控机的功能：1)作为服务器，接收各房间节点和培菜架节点的数据并存储，通过网络浏览器实现蔬菜工厂的整体监控;2)在获得相应权限后，给相关的房间节点和培菜架节点发送控制命令或数据采集命令。

房间节点监控单元(包括整体监控单元)的功能：1)房间节点监控单元负责每个房间的空调控制、二氧化碳浓度采集和电源管理;2)整体监控单元负责中央空调控制、二氧化碳发生器控制以及整个蔬菜工厂的电源管理。

培菜架节点监控单元的功能：1)接收到主控机的数据采集命令后，采集本培莱架的温度、湿度和图像数据，并将数据发送给主控机;2)接收到主控机的控制命令后，控制本培菜架的LED灯的亮暗、营养液循环泵和电磁阀的开关等。

三、无线传输网络模块

蔬菜工厂监控系统基于ZigBee的485无线通信模块，在无线网络中，配置了一个协调器，一个路由器和多个终端节点。协调器通过RS485，与其进行通信，在通过路由器转发无线网络数据，终端节点用于各房间和培菜架的数据和命令的收发。

四、4-20mA采集模块（4-20mA信号/数据采集模块）

在蔬菜工厂监控系统中，采用基于ZigBee的4-20mA采集模块，采集房间内部的二氧化碳浓度、温湿度等相关数据。

蔬菜工厂监控系统基于ZigBee无线传感器网络，实现了对农作物的实时智能监控，系统稳定、可靠。

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上海顺舟智能自2004年起始终从事于ZigBee领域的研发，目前成果涉及基于ZigBee的485无线通信模块/设备、4-20mA采集模块/设备、智能网关、智能单灯控制器、智慧灯杆等。