Zigbee技术在农业大棚温湿度测控系统中的应用（一）开题报告

1. 研究目的与意义

人类通过对地球上丰富资源的不断开发使得人类文明不断向前发展，而另一方面，资源也因长期的开发出现了缺口。如何平衡人类对资源的不断需求和资源的稀缺性成了本世纪的一大难题。我国是一个水资源短缺的国家，由于土地灌溉技术水平不高，往往造成了水资源的浪费，且灌溉不能满足农作物生长的需要，干旱缺水已成为制约农业发展的重要因素。另外恶劣的天气环境可能会造成农作物的生长缓慢，甚至死亡，降低农作物的质量和产量。实现我国农业从传统的低效、粗放、资源高消耗型增长方式到集约、高效、资源节约、可持续型生产方式的转变迫在眉睫。而利用先进的无线通信监控技术来监控管理农业生产，能达到节约水资源，提高农产品质量目的。

随着传感器技术、嵌入式技术以及通信和半导体技术的飞速发展，无线传感器网络已成为计算机科学领域一个活跃的研究分支，已经引起学术界和工业界的高度重视，被大众认为是将对21世纪产生重大影响力的技术之一。zigbee技术是最近兴起的技术一种无线通信标准,它是以ieee80211514无线通信技术为基础的一组涉及到网络、安全、应用方面的软件协议。zigbee协议具有功耗低，成本低，网络容量大，可靠，安全等特点，是无线传感器网络的最佳之选。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信技术，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、间接性数据和低反应时间数据传输的应用。zigbee技术已经在工业、农业、军事、环境、医疗等传统领域取得了成功的应用。自20世纪70年代以来，我国温室生产已经有了很大的进步，但这些温室都是在充分利用高产栽培技术和屏障技术的基础上发展起来的，其经济效益很难再有大的提高。要改变这种状况，将现代zigbee技术引入农业温室，实现农业温室的自动控制，是最有效的途径之一。 温室自动化主要体现在温室内环境的监控上，环境控制是农业现代化的重要标志，因此对温室环境进行自动检测进而实现自动控制是非常必要的。完整的环境控制系统包括控制器（控制软件）、传感器、和执行机构。温室可以不受地点和气候的影响，设置在气候恶劣的各种地区。它能有效地改善农业生态、生产条件，促进农业资源的合理开发利用，提高土地利用率、作业精度、劳动生产率和社会、经济效益。因此，自动控制温室在世界范围内得到了广泛的、迅速的应用与发展。《农业工程学报》指出，近年来出现了许多采用无线公共网络和无线传感器网络等无线通讯方式进行农、林、牧业的远程监控的范例。其中，如基于gps数据采集为核心的农业信息采集系统、基于gprs农业设施环境数字化监控系统、农田信息远程采集系统以及将 pda／ gps／gis等无线公共网络技术应用于农业设施的研究，且有较为成熟的技术和产品。这些无线通信技术的优势是传输速度快 、信息量大、运行可靠 、可远距离传输 ，但它们共同的缺点就是通信费用高，很难将其推广应用于农业设施的检测与控制系统 。zigbee这种崭新的、专注于低功耗 、低成本、低复杂度的无线网络通信技术的出现 ，为农业设施远程测控系统从示范到实用研发搭建了一个不可多得的技术台。

综上所述，要实现农业现代化，必须积极利用现代信息科技的发展成果，加快农业信息化进程，在此过程中需要将成熟的信息技术逐步引入到农业生产实践中，因此必须设计和研发基于zigbee具有无线传感器网络功能的温室信息采集设备，推动温室技术设备的大面积推广，其中对温室环境中的温湿度信息采集和监控是重中之重。本课题拟采用基于zigbee技术的远程无线温湿度测控系统实现对农业大棚进行监控，该系统主要由低功耗微小无线传感网络节点通过自组织方式构成，可利用网络节点功耗低、工作时间长、成本低的特点,实现危险区域的低成本无人连续在线监测，以达到节水、节省人力并提高作物的目的。

2. 研究内容和预期目标

设计内容：设计一种基于Zigbee技术的农业大棚温湿度自动检测与控制系统，对农业大棚温湿度进实时监控，实现对监测区域各监测点进行信息的汇总、处理和控制，在pc终端上显示温湿度，并且能够设定合适的温湿度参数，根据预设值自动调节温湿度，能够在大棚外实现对大棚内的温湿度的控制，满足人们对温湿度进行实时监控的应用，以达到节水、节省人力、提高农作物产量的目的。

3. 研究的方法与步骤

本课题设计的主要方法、步骤：

(1)查询和上网搜索相关资料，了解本系统的研究意义。

(2)掌握cc2530单片机和其它硬件的连接,熟悉zigbee无线组网原理、zigbee技术的应用概况、单片机c语言。

4. 参考文献

[1] 金纯. zigbee技术基础及案例分析[m]. 国防工业出版社，2008.

[2] 瞿雷 胡咸斌. zigbee技术及应用[m]. 北京航空航天大学出版社，2007.

[3] 王小强，欧阳骏，黄宁淋. zigbee无线传感器网络设计与实现[m]. 化学工业 出版社，2012.

5. 计划与进度安排

（1）2022.3.022022.3.16 查阅资料，撰写开题报告；

（2）2022.3.162022.4.13 硬件功能分析，熟悉ccs2530系统指令及编程语言；

（3）2022.4.132022.5.20 掌握硬件电路设计、熟悉本设计的应用程序；