物联网zigbee组网通讯

物联网 zigbee组网通讯

李彤

天津渤海职业技术学院 300402

随着我国城镇化进程的不断加快，可耕种土地面积逐渐减少，农业种植土地集中化 成为大势所趋，传统的耕种方式已经无法满足我们当今社会的需求。目前大多数农业大棚采用有线传输和短距离无线通信的方式，针对单一大棚进行环境监测和设备控制，存 在通信距离短，组网复杂，受网络环境影响较大等问题。针对以上问题，本文以物联网 技术为载体，结合传感器技术、嵌入式技术以及无线通信技术，设计并实现了一套基于物联网的智慧农业大棚控制系统。

检测系统：检测系统通过CC2530搭载多种传感器模块，对大棚内部环境进行检测，再利用ZigBee无线技术将传感器数据传输到网关。传感器模块包括空气温湿度检测模块、土壤湿度检测模块、光强检测模块、雨滴检测模块。 CC2530是TI公司专门用于ZigBee组网的硬件模块，系统内可编程闪存、8KB RAM和许多其他强大的功能，可以外接处理多种传感器模块。

控制系统：控制系统通过CC2530搭载继电器模块，根据网关的指令，对大棚的环境进行控制。传感器模块包括卷帘电机控制模块、降温升温控制模块、加湿器模块、水泵控制模块。

数据处理系统：数据处理系统就是网关，搭载ZigBee协调器和ESP8266 WiFi模块收发数据。经过数据理，以串口通信方式将数据发送至系统网关，网关实现协议转换，数据经由WiFi模块发送到物联网平台，用户通过PC或移动终端，随时随地查看温棚环境参数、设备状态和历史数据，并对受控设备进行。

终端系统：是一个远程控制智能化操作系统，采用APP将采集数据展现出来

传感器无线传输程序设计

CC2530单片机具有无线传输功能可作为（1）设备终端（2）路由器（3）协调器。

1. 绘制电路板，批量生产，减少成本；

2. cc2530协调器汇总信息的功能，可扩展多个传感器到设备终端，创造社会价值；

3. 利用cc2530无线传输功能将信号传递到协调器（传输距离为100米）。

在实验中,Zigbee的协调器节点和终端设备节点形成星型网络拓扑结构,并且在网络中设置了一个协调器节点和两个终端设备节点。它们会按照要求把采集到的数据传给汇聚节点,汇聚节点先要对数据进行处理,然后才把数据通过串口传给PC机。

系统测试

系统检测分两部分，一是硬件连接的检查，而是软件部分的功能测试与系统。硬件主要是各模块是否齐全，接线是否正确，电源是否接地，然后对各模块进行测试，最后系统整体测试。

实验平台搭建

实验需要的器材有：PC一台、GSM模块SIM900一个、电源连接器若干、CC2530单片机、传感器包括空气温湿度检测模块、土壤湿度检测模块、光强检测模块、雨滴检测模块1个、0.96寸OLED屏1个、程序下载器、串口线若干、USB线两根以及手机一个

结论

对于无线通信而言，电磁波的传送容易受到各种因素的干扰，本次系统实验过程中还未出现过系统不稳定。在ZigBee模块的通信距离上测试数据如下：

1.通讯距离<10m,实际响应达到预期响应。

2.10m<通讯距离<30m,实际响应达到预期响应。

3.30m<通讯距离<50m,实际响应达到预期响应。

4.50m<通讯距离<80m，实际响应达到预期响应。

5.80m<通讯距离<100m,实际响应与预期响应之间出现延迟。

6.降低传感器误差率

土壤传感器测量范围0-1999mg/kg 0-100%RH，精度0.01PH，响应时间<=10s温湿度传感器测量范围-40度-80度，响应时间<=155s,测量精度0.1度；土壤氮磷钾传感器测量范围5度-45度，直流供电3.3v，响应时间<=10s。

本文基于无线传感技术开发了农业大棚智能监控系统 ， 通过数据采集和信息传输 ，实时监控终端设备的运行状态 ， 有效地对资源进行管理和统计分析 。 通过 ZigBee 终端对系 统中的传感器数据进行传输 ，可以实时掌握现场的信息 。通 过嵌入式硬件设备 、WiFi 和小程序软件的联合测试实验 ，结果表明 ， 该系统具有低功耗 、 信息传输稳定 、 操作简单等 优点 ，对农业大棚信息化建设具有一定的现实意义。

参考文献

[1] 程凌燕.节能生态农业技术扩散机制研究[J]. 中国农业资源与区划, 2016,

[2] 张孝倩.基于信息化视角下智慧农业园区发展对策与研究[J]. 赤峰学院 学报(自然科学版), 2019

[3] 孙玉文. 基于无线传感器网络的农田环境监测系统研究与实现[D].南京:南京农业大学