摘 要

我国有很多地区，农业大棚的使用都是靠人工经验来进行调控。这种方法耗时耗力且不容易复制。然而使用自动化的监测控制技术，结合无线传感网络、网络通信、WEB网页、太阳能供电等技术，能够给使用农业大棚的用户创造更多经济效益，同时节能环保。

本文在深入学习了无线传感网络、网络通信、WEB网页制作等技术基础上，结合农业大棚实际使用情况，设计了一套农业大棚远程监控系统。本文所做的工作内容如下：

1. 对农业大棚远程监控系统进行了总体需求分析，论证了设计方案；
2. 设计了监控系统的总体架构。监控系统由无线传感网、嵌入式控制板、控制电机、服务器和监控终端组成；
3. 设计并实现了监控系统的硬件组成。无线传感网由Zigbee无线通信芯片CC2530、温湿度传感器DHT11组成。嵌入式开发板由ARM9芯片S3C2440开发板组成。控制电机部分由电机和继电器组成；
4. 设计并实现了监控系统的软件部分。依托Z-stack协议栈，编写了CC2530上的数据采集和发送程序。编写了S3C2440芯片上Linux系统的GPIO驱动和核心控制程序。编写了服务器CentOS系统上的数据收发程序，将数据存储在服务器的数据库上，借助控制与显示分离的原则，编写了监控终端的WEB页面。

（5）经实验室模拟测试，本文设计的监控系统，完成了预定的需求，各项功能正常运行。

关键词：农业大棚，远程监控，Zigbee，嵌入式系统

Abstract

There are many areas of agricultural use in greenhouses, they are relying on artificial experience to its regulation. This method is time-consuming and not easy to copy. Use of automated monitoring and control technology, with a wireless sensor network, network communications, WEB pages, solar-powered technology, the user will use agricultural greenhouses create more economic benefits, while energy saving.

1. After learned the wireless sensor networks, network communications, WEB page making technologies, with the agricultural greenhouses actual usage data, this paper designed a remote monitoring system for greenhouses.
2. Designed a overall architecture of the monitoring system. The system consist of wireless sensor networks, embedded control panel, motor control, and monitoring terminal server composition.
3. Designed the hardware component of the monitoring system. The Zigbee wireless sensor network consists of wireless communications chip CC2530, temperature and humidity sensors DHT11 composition. Embedded development board by the ARM9 chip S3C2440 development board. The controlling part include motor and relays;
4. Designed the software part of the monitoring system. Relying on Z-stack protocol stack written data collection and transmission program on the CC2530. Written on S3C2440 chip Linux system GPIO driver and core control procedures. Prepared a program on the server to send and receive data CentOS system, data is stored in a database on the server, with the principle of separating the control and display, prepared WEB pages monitoring terminal.
5. Laboratory simulation test, the paper design of the monitoring system, to complete the scheduled demand, various functions properly.

Key Words: Green house, Zigbee , Remote Control, Ebmdeded System

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 设计的背景和意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 总体工作内容及本文结构 2

第2章 需求分析及系统总体设计 3

2.1 需求分析 3

2.2 技术可行性分析 3

2.3 前景分析 3

2.4 系统总体框架设计 4

2.5 系统硬件设计 5

2.5.1 无线嵌入式传感网络的总体设计 5

2.5.2 嵌入式中心控制板的总体设计 6

2.5.3 太阳能供电设计 7

2.5.4 服务器及监控设备的总体设计 7

2.6 本章小结 8

第3章 系统具体设计与实现 9

3.1 Zigbee终端采集节点软件设计 9

3.1.1 DHT11传感器驱动程序设计 9

3.1.2 发送数据的格式设计 9

3.1.3 终端节点程序流程 10

3.2 Zigbee协调器节点软件设计 11

3.3 嵌入式控制模块的设计 12

3.3.1 软件平台的选择 12

3.3.2 交叉编译环境的建立 12

3.3.3 GPIO口驱动的设计 12

3.3.4 控制板数据收发程序设计 14

3.4 服务器功能设计 15

3.4.1 服务器数据收发程序设计 15

3.4.2 数据库设计 18

3.4.3 网页服务器设计 19

3.5 本章小结 20

第4章 系统的测试与分析 21

4.1 无线传感网络数据收发测试 21

4.2 嵌入式中心控制板GPIO驱动测试 21

4.3 嵌入式控制板与服务器数据收发程序的连接测试 22

4.4 终端设备浏览器监控操作测试 24

4.5 本章小结 25

第5章 结论及展望 27

5.1 全文总结 27

5.2 后期工作展望 27

致 谢 28

参考文献 29

绪论

设计的背景和意义

农业大棚对农业种植有重要意义。比如反季节蔬菜、瓜果的种植，离不开农业大棚。同时，在作物生长的不同阶段，对农业大棚里的环境因素需求是不一样的。在传统农业的管理模式下，环境参数只能通过人的感知能力来获取，必然无法达到精准的要求，从而影响了农作物的产量和品质^[[1]]。目前，国内应用在农业大棚监控自动化方面的应用还比较少。

对农业大棚进行自动化监控，调节作物生长环境，将能给农作物一个合适的生长环境，增加农作物的产量和质量，进而创造可观的经济效益。