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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 溫室無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 傳統(tǒng)的溫室數(shù)據(jù)采集和測(cè)量系統(tǒng)存在著成本高、精確度低和移動(dòng)性差等問(wèn)題，逐漸被新興起的依靠電子和通信技術(shù)的無(wú)線信息采集系統(tǒng)所代替。針對(duì)現(xiàn)代化溫室的管理要求，我們提出了基于ZigBee和WEB技術(shù)的數(shù)據(jù)采集和信息發(fā)布系統(tǒng)的方案。本檢測(cè)系統(tǒng)以網(wǎng)絡(luò)中任意一臺(tái)計(jì)算機(jī)作為客戶端，通過(guò)對(duì)中心節(jié)點(diǎn)訪問(wèn)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室環(huán)境信息的遠(yuǎn)程監(jiān)控。系統(tǒng)測(cè)試表明，該系統(tǒng)能較好地實(shí)現(xiàn)溫室環(huán)境遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，為現(xiàn)代溫室管理提供決策依據(jù)。
- 詳細(xì)介紹：
- 溫室環(huán)境信息的獲取是實(shí)現(xiàn)溫室現(xiàn)代化精準(zhǔn)管理的重要環(huán)節(jié)。但溫室遠(yuǎn)離都市社區(qū)，通信條件落后，且地域廣闊、偏僻分散，信息采集非常困難。目前存在的溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)多側(cè)重于數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸?shù)募夹g(shù)研究，監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)仍采用有線的連接方式實(shí)現(xiàn)傳感器與數(shù)據(jù)采集模塊的通信，其明顯的缺陷是現(xiàn)場(chǎng)安裝與布線連接繁瑣、設(shè)備移動(dòng)性差、組網(wǎng)復(fù)雜、成本較高，甚至在有些場(chǎng)合難以實(shí)現(xiàn)。 本研究團(tuán)隊(duì)順應(yīng)溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)自動(dòng)化、智能化的發(fā)展趨勢(shì)，采用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和虛擬儀器技術(shù)，設(shè)計(jì)了溫室環(huán)境無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。溫室環(huán)境無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于ZigBee技術(shù)組建，布置在溫室內(nèi)的各傳感器節(jié)點(diǎn)采集溫度、土壤含水量、濕度等信息，以CC2430 芯片為核心的中央節(jié)點(diǎn)以無(wú)線方式接收各傳感器節(jié)點(diǎn)的信息?，F(xiàn)場(chǎng)信息經(jīng)串行口上傳基于虛擬儀器和Access數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)組建的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。遠(yuǎn)程客戶端通過(guò)Internet與服務(wù)器相連，查詢服務(wù)器端的溫室信息。 溫室環(huán)境信息監(jiān)測(cè)方案將節(jié)點(diǎn)采集、網(wǎng)絡(luò)傳輸、終端處理于一體，既解決了數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸技術(shù)問(wèn)題，又避免了安裝大量傳感器和終端設(shè)備的弊端，從而滿足溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)過(guò)程中對(duì)多測(cè)點(diǎn)、多要素、移動(dòng)性、便捷性等方面的要求。試驗(yàn)表明，系統(tǒng)能較好地實(shí)現(xiàn)溫室環(huán)境遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，為溫室管理提供決策依據(jù)。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 本系統(tǒng)針對(duì)傳統(tǒng)溫室數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中存在的成本較高、精確度低和移動(dòng)性差等問(wèn)題，提出了一種基于ZigBee和WEB技術(shù)的數(shù)據(jù)采集和信息發(fā)布方案。首先，應(yīng)用LabVIEW虛擬儀器開發(fā)平臺(tái)，通過(guò)RS-232總線與無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)連接，并利用PC監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)構(gòu)成現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。其次，通過(guò)Internet技術(shù)將建立的監(jiān)控系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)連接，把實(shí)時(shí)采集信息發(fā)送到WEB數(shù)據(jù)服務(wù)器上，實(shí)現(xiàn)溫室信息的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 現(xiàn)有溫室環(huán)境信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在如下問(wèn)題：①有線通訊需要鋪設(shè)通訊線路，成本較高且溫室環(huán)境中不易實(shí)施與維護(hù)；②民用無(wú)線通訊頻帶多數(shù)為電信運(yùn)營(yíng)商占用，如使用該頻帶需繳納一定的費(fèi)用，增加運(yùn)營(yíng)成本；③.短距離有線通訊方式存在擴(kuò)展性差、傳輸距離近、系統(tǒng)不穩(wěn)定等缺點(diǎn)。 ZigBee和web技術(shù)是在無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)中得到了廣泛應(yīng)用的成熟技術(shù)，二者之間具有良好的兼容性。虛擬儀器技術(shù)是新興的技術(shù)，在工業(yè)領(lǐng)域有著較好的應(yīng)用，得到了普遍的認(rèn)可。因此，憑借以上三項(xiàng)技術(shù)開發(fā)的溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有一定的理論基礎(chǔ)，較高的系統(tǒng)可靠性和先進(jìn)性。系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)所采用的器件均為標(biāo)準(zhǔn)器件，具有可靠性高、故障率低的特點(diǎn)；系統(tǒng)軟件使用了Lebview和IAR軟件開發(fā)平臺(tái)，開發(fā)出的系統(tǒng)應(yīng)用軟件具有可靠性高，兼容性好的優(yōu)點(diǎn)。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無(wú)
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 雙方合作，共擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)
作品可展示的形式
- 實(shí)物 現(xiàn)場(chǎng)演示 圖片 錄像
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 本檢測(cè)系統(tǒng)不僅可以以網(wǎng)絡(luò)中任意一臺(tái)計(jì)算機(jī)作為客戶端，對(duì)中心節(jié)點(diǎn)訪問(wèn)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室環(huán)境信息的遠(yuǎn)程監(jiān)控。也可以直接利用上位機(jī)，在現(xiàn)場(chǎng)操控室內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)下位機(jī)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。還可以到大棚中通過(guò)采集節(jié)點(diǎn)上的液晶屏直接讀取采集數(shù)據(jù)。 與傳統(tǒng)定點(diǎn)布設(shè)的具有專門信號(hào)處理的高品質(zhì)傳感器方法相比，該系統(tǒng)具有無(wú)需布線、能耗低、成本低廉、魯棒性好、擴(kuò)展靈活及安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，并能實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域的全覆蓋。 本系統(tǒng)軟、硬件都采用具有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的模塊化結(jié)構(gòu)，可根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合不同、測(cè)控物理量不同而選用不同的配置。系統(tǒng)可根據(jù)實(shí)際情況選擇不同類型采集節(jié)點(diǎn)而路由節(jié)點(diǎn)和中心節(jié)點(diǎn)一樣，有利于商品化，便于推廣。 本產(chǎn)品由于具有良好的操作性和可靠性，可廣泛應(yīng)用于溫室、組織培養(yǎng)室、化工、環(huán)保等部門。由于該系統(tǒng)是高科技產(chǎn)品,利潤(rùn)率也較高，經(jīng)濟(jì)效益顯著。隨著銷路的進(jìn)一步擴(kuò)大，可以擴(kuò)大產(chǎn)量從而增加效益。同時(shí)，可開發(fā)出系列化產(chǎn)品，以適合不同工況條件下的不同需要，更好地為用戶服務(wù)。這些都將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
同類課題研究水平概述
- 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及，溫室環(huán)境的自動(dòng)控制成為溫室建設(shè)的目標(biāo)，溫室管理智能化成為溫室發(fā)展的方向。溫室環(huán)境的檢測(cè)是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和智能化的基礎(chǔ)。世界發(fā)達(dá)國(guó)家如荷蘭、美國(guó)、英國(guó)、日本等大力發(fā)展集約化的溫室產(chǎn)業(yè)，智能化溫室測(cè)控系統(tǒng)已經(jīng)得到應(yīng)用，溫室內(nèi)溫度、光照、水、氣、肥實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)調(diào)控，遙測(cè)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制局域網(wǎng)也在溫室的自動(dòng)管理控制中得到了廣泛應(yīng)用。 我國(guó)的溫室環(huán)境檢測(cè)起步較晚，但也產(chǎn)生了一批有價(jià)值的研究成果，華中科技大學(xué)開發(fā)了基于PLC 的溫室環(huán)境智能控制系統(tǒng)，浙江大學(xué)開發(fā)出掌上型溫室環(huán)境測(cè)控系統(tǒng)，延安大學(xué)研制了基于單片機(jī)的溫室環(huán)境數(shù)據(jù)采集終端。但由于成本和技術(shù)普及等方面的限制，溫室環(huán)境參數(shù)的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用受到嚴(yán)重制約，限制了溫室環(huán)境自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的推廣和應(yīng)用，因此開發(fā)一套適合我國(guó)國(guó)情的低成本，易用、易安裝的無(wú)線溫室環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)于溫室環(huán)境的自動(dòng)化控制和智能化管理具有重要意義。。 本研究順應(yīng)溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)自動(dòng)化、智能化的發(fā)展趨勢(shì)，采用ZigBee技術(shù)，建立用于采集溫室環(huán)境信息的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）節(jié)點(diǎn)，設(shè)計(jì)溫室環(huán)境信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。又基于WEB技術(shù)建立遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集和信息發(fā)布系統(tǒng)。該溫室信息無(wú)線監(jiān)測(cè)方案將節(jié)點(diǎn)采集、網(wǎng)絡(luò)傳輸、終端處理于一體，既可解決數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸技術(shù)問(wèn)題，又避免安裝大量傳感器和終端設(shè)備的弊端，從而滿足溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)過(guò)程中對(duì)多測(cè)點(diǎn)、多要素、便捷性等方面的要求。
