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基于ZigBee技术的温度监测系统的研究
目前我国北方大部分地区都有温室大棚,而且温室大棚也随着自动化监测技术的进步来到了现代化远程监控的时代,农产品价格的提升使得温室大棚采用进一步的先进技术成为可能,我们在此背景下将ZigBee技术用于温室大棚的温、湿度监测系统的数据采集,使得系统能够实现分布式监测,并且降低了成本,将数据汇总后通过PTR2000远程传送至大棚管理者的电脑上,并通过后台机的智能化软件处理给出管理者实时的数据和及时的建议,从而让蔬菜品质更好,产量更高。
2 温室大棚分布式监测系统的工作原理及zigBee网络在系统中的工作架构
温室大棚分布式监测系统的工作原理为:由网状分布的ZigBee节点通过温度传感器和湿度传感器采集数据然后将数据传送至主节点,由主节点再将汇总的数据通过PTR2000传送至上位机,ESS数据库表中,上位机的软件可以显示实时数据,历史数据,并对数据进行处理对管理者提出合理的建议,并分析历史数据做出智能化的管理。
其中网状网络是基于ZigBee无线传感器网络的,其网络架构如图1所示。
基于ZigBee无线网络平台的温室大棚分布式监测系统具有以下几个特点:
(1)无须布设通信线路,各设备之间实现无线自动组网连接,即降低了系统安装成本。
(2)由于整个通信系统的各个模块具有高集成度,高可靠性和低功耗,低成本,体积小等优点,维护保养十分方便。
(3)卓越的物理性能,整个网络所使用的无线频率是国际通用的免费频段(~ GHz ISM),传输的方式是抗干扰能力强的直序扩频方式(DSSS)。
(4)网络的自组织、自愈能力强,ZigBee的自组织功能:无需人工干预,网络节点能够感知其他节点的存在,并确定连接关系,组成结构化的网络。
3 2430芯片的网络节点设计
。利用此芯片开发的无线通信设备支持数据传输率高达250 kbps可以实现多点对多点的快速组网。
CC2430芯片只需少量外围部件配合就能实现信号的收发功能。图2为该温度检测终端的硬件结构
电路使用一个非平衡天线,连接非平衡变压器可使天线性能更好。电路中的非平衡变压器由电容C1和电感L1、L2、L3以及一个PCB(印制板)微波传输线组成,整个结构满足RF输入/输出匹配电阻(50 Q)的要求。内部T/R交换电路完成LNA和PA之问的交换。R1和R2为偏置电阻,R1主要用来为32 MHz的晶振提供一个合适的工作电流。用1个32 MHz的石英谐振器(xTA