基于ZigBee和LabVIEW的智能农业大棚温湿度监测系统设计

项目 具体技术参数 供电ＤＣ １２Ｖ（９～２８Ｖ）或电池供电（１＃锂离子电池３．６Ｖ） 工作频段 ２．４ＧＨｚ 网络 ＺｉｇＢｅｅＰＲＯ协议 通信距离 ≥８００ ｍ（空旷环境） 信道 １６个（０—０Ｆ） 波特率 ３８４００ｂｐｓ 量程 环境湿度：０％～１００％ＲＨ 环境温度：一２０～６０℃ 照度：Ｏ一５００００ｌｕｘ ±壤温度：一２０～６０℃ 土壤水分：Ｏ％一１００％ 长期稳定性 环境湿度：＜ｌ％ＲＷｙ 环境温度：＜Ｏ．１。Ｃ／ｙ 照度：＜２ｌｕｘ／ｙ 土壤温度：＜Ｏ．１ Ｔ．／ｙ 土壤水分：３％，ｖ
Ｃｏｎｆｉｇｕｒｅ Ｓｅｒｉａｌ
Ｐｏｒｔ）ＶＩ对串口初始化，ＫＬ—Ｎ４６００模块通过
Ｒｅｓｏｕｒｃｅ
（４）上位机界面见图３。 ４结语 采用基于ＺｉｇＢｅｅ的传感器技术。可解决农业大棚布线 （下转第２０９页）
２０５
串口１与ＰＣ相连。ＶＩＳＡ
Ｎａｍｅ设为ＡＳＲＬｌ：ＩＮＳＴＲ。
参数与４６００模块内单片机的设置保持一致，传输速率
表ｌ
ＪＺＨ－－ＯＸＸ系列无线传感器技术参数
块上。然后通过ＫＬ—Ｎ４６００模块接入计算机系统。每个大棚
可以设１个（多个）４６００模块（最多可接６４个节点，每个节 点分配６４个数据空间，１次准许访问１００个数据）和若干个 无线传感器节点（大气温度、大气湿度、土壤水分、光照强度 等）。多个大棚内的４６００模块通过ＲＳ４８５总线连接到计算
数，一１．７９；／３为系数，０．７９；瓦为冻前地下水深，取３ ｍ；磊为
（上接第２０２页）
过专业的培训，维修能力较差，保养意识不高，从而加大了
的９０％以内。发动机过热时，应立即停机降温，当水温降至
７０℃以下时，向水箱内加入冷水。根据季节调节机油转向开 关。使旋钮指向与季节相应。夏季为避免蓄电池水蒸发而加
温下降后放掉冷却水。使用时还要根据土壤特点和耕作需要 选择合适的档位，使耕作力与负荷相适合，避免损坏机件。 ３结语
・＋一＋一十－＋－＋－＋一＋－＋一＋一＋－＋一＋一＋－＋一＋一＋－
【２】张伟欣．浅析农用拖拉机维修保养技巧及其应注意的问题叨．今日科 苑，２００７（８）：１４８． 【３】王福．关于农用拖拉机维修保养技巧的探讨【Ｊ】．中小企业管理与科 技，２００８（６）：７５． 【４】白丽娟．农用拖拉机的维修保养技巧【Ｊ】．河北农机，２０１０（１）：３０． ＋－＋－＋－＋－＋－＋一—卜一＋－＋－－４－－－＋一＋－＋－＋－＋－＋－—卜－＋－＋－－４－－－—・卜・
１系统特点 该系统传感器节点采用无线ＺｉｇＢｅｅ技术，节点之间可 互传信号，解决大棚布线困难。所有的控制是靠上位机软件 ｈｂＶＩＥＷ实现，用软件代替硬件，控制方式灵活。组建系统 简单，建设周期短。 ２系统组成 该系统是采用昆仑海岸的无线采集传感器和控制器 ＪＺＸ一０１０，先通过ＺｉｇＢｅｅ将采集的信号传输到ＫＬ—Ｎ４６０Ｉ：ｍ（磊）
（磊）
竺
１．４５ ０．６５
（啊）
！竺
（￡’）
（ｚｅ）
虫
竺
２０１．５５ ２０１．００ ０ Ｏ．５ １．５２
０．３２４ ３ ０．１４５ ４
１．５（查表中最大）２．１７
１．２ Ｏ．７８
１．５２
ｃｍ；磊为地基土的设计冻深，ｍ；乙为设计冻深，ｍ。 地基土的设计冻深石，当菇≤０．５ ｍ时，按下式计算：
ｔｏ
ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ
ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ
ＺｉｇＢｅｅ；ＬａｂＶＩＥＷ；ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｈｕｍｉｄｉｔｙ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ
３
上位机以ＬａｂⅧＷ为软件平台。进行大棚监测系统的设计
上位机与下位机通讯采用ＶＩＳＡ函数编写控制程序，优
Ｉ／０
雪踞辩
囤囹
点是不需要了解底层的实际接口类型，只需要掌握ＶＩＳＡ 自动调用相应的借口驱动函数例程，完成通讯操作。
这一套函数库，程序在运行时ＶＩＳＡ就会根据实际接口类型 （１）用ＶＩＳＡ配置串口：首先调用ＶＩＳＡ配置串口（ＶＩＳＡ
收稿日期２０１２—１１—２６
万方数据
李向军等：永明水库坝体护坡抗冻胀设计分析
变形引起的最终破坏，是砼板护坡设计的主要缺陷。最影响
大坝的安全。
冻前地下水位深０ｍ。 经计算，设计冻深为１．５２
ｍ。
按《碾压土石坝设计规范》５．８．８规定，应设置防冻垫层，
防冻层厚度不小于当地冻结深度，坝体为冻胀土，以上计算 仅满足冰推力作用下护坡板的安全度。 《水工建筑物抗冰冻设计规范》中规定，需设置防冻层 防止大坝护坡在冻胀力作用下隆起，防冻层材料采用非冻
３８ ４００
机，上位机使用ｍＶＩＥＷ软件设计Ｐｃ机监控界面，上位机
与下位机通过串口连接ＫＬ—Ｎ４６００模块。系统通讯参数设 ，置为：无线频点为６，网络ＩＤ００２０，系统结构框图见图ｌ。 ＪｚＨ一０ｘｘ系列无线传感器技术参数见表ｌ。
ｂｐｓ，每秒就可以传送３８ ４００点数据，８位数据位，１
位停止位，无奇偶校验位。
２００６（８）：８３—８５．
【４】４刘建业，薛增涛，梁永春，等．温室智能控制关键技术研究动向【Ｊ】．河 北工业科技。２００４，２１（２）：１３—１４．
图３上位机界面 不便、维护困难的难题，并且成本低廉，建设周期短，上位机
【５】张小斌．郑可锋，张建成，等．无线传感网在浙江设施农业大棚中的应 用探讨ｆＪ】．浙江农业学报，２０１１，２３（２）：４００—４０３．
式中：石为地基土的设计冻深（ｍ）；磊为设计冻深，ｍ；瓦 为冻前底板上的水深，ｍ；Ｓｃ为混凝土板的厚度Ｏ．２
ｍ。
设计冻深指从设计地面高程算起的冻结深度．按下式 计算：
ｚ神曲Ｚｍ
砂ｄ＝ｄ＋（１—ｎ）沙ｉ
砂。蝉
ｌ俄飞
式中：Ｚｄ为设计冻深，ｍ；机为影响系数；砂。为修正系 数；ｚｍ为最大冻深，取２．３０ ｍ；沙．为修正系数，１．０５；ｄ为系
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ Ｈｕｍｉｄｉｔｙ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ＧｒｅｅｎｈｏｕｓｅＢａｓｅｄ ｏｎ ｚｉｇＢｅｅ ａｎｄ ＬａｂＶＩＥＷ
ＬＩＪｉ粕一ｆｅｉ
Ａｂｓｔｒａｃｔ
１
ＪＩＮＧ
Ｗｅｎ
２
（‘Ｐａｃｉｆｉｃ Ｗａｔｅｒ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．，ＬＴＤ，Ｎａｎｔｏｎｇ Ｊｉａｎｇｓｕ ２２６０００；２ Ｙａｎｃｈｅｎｇ Ｔｅｘｔｉｌｅ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ） Ｕｓｉｎｇ ＺｉｇＢｅｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ＬａｂＶＩＥＷ ｓｏｆｔｗａｒｅ，ａｄｖａｎｃｅｄ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｗｅｒｅ ａｐｐｌｉｅｄ
在实际生活当中，很多拖拉机手的文化层次偏低，未受
（上接第２０５页）
使用ＬａｂＶＩＥＷ软件可方便管理，总线接口采用串口可省却 采集卡的成本，经济适用，该监控系统还可方便增加对光照
度、二氧化碳、氧含量等环境参数的测量与控制，值得推广１阔。
５参考文献
【１】刘士光，王健．温室大棚多功能测控仪的智能化自校方法叨．农业工 程学报，２０００，１６（３）：１３５—１３８． 【２】２郭清华．蔬菜大棚智能温度控制系统应用研究【Ｊ】．安徽农业科学， ２００８．３６（１ １）：４４８７－４４８８． 【３】李明军，尹文明．基于ＧＰＲＳ的大棚智能监控系统【Ｊ】．电子技术应用，
（２）用ＶＩＳＡ Ｗｒｉｔｅ节点向４６００内单片机发送命令，用
ＶＩＳＡ
Ｒｅａｄ节点从４６００模块内单片机数据寄存器中读取数
５００。
据。设置ＶＩＳＡ Ｒｅａｄ的ｂｙｔｅ ｃｏｕｎｔ为１
（３）由于【丑ｂＶＩＥＷ的通讯子Ｖ１只允许对字符串的读写， 因此在数据处理时必须进行字符串与数字的准确转换，这里 用一个组串子ＶＩ来实现此转换，数据采集程序流程见图２。 图１系统结构
农用拖拉机发生故障的可能。因此，要组织拖拉机手参加技 术培训，使其了解基本的机械工作原理，掌握常规的保养和维 修技术，以提高农用拖拉机的利用效率，延长其使用寿命。
４参考文献
【ｌ】谢德祥．农用拖拉机的正确使用与维修保养【Ｊ】．装备制造，２０１０（４）：
２７１．
速极板硫化，要定期检查蓄电池，及时补加蒸馏水。根据温 度变化，调整皮带的张紧度，避免打滑。冬季应在停车后水
现代农业科技２０１３年第５期
农业工程学
基于ＺｉｇＢｅｅ和ＬａｂＶＩＥＷ的智能农业大棚温湿度监测系统设计
李建飞１靖文２
（１太平洋水处理工程有限公司，江苏南通２２６０００；２盐城纺织职业技术学院）
摘要采用ＺｉｇＢｅｅ技术，结合ＬａｂＶＩＥＷ软件，将先进的测控技术应用到传统的农业．解决了农业温室大棚布线不方便、维护困难等问 题，通过上位机实现智能测控，提高资源利用率和生产力水平。 关键词ＺｉｇＢｅｅ；ＬａｂＶＩＥＷ；智能农业大棚；温湿度监测；数据采集 中图分类号￥６２６ 文献标识码Ａ 文章编号１００７—５７３９（２０１３）０５—０２０５—０１
【６】赵英红．基于ＧＰＲＳ的大棚智能监控系统的设计与实现【Ｊ】．安徽农业
科学，２００８。３６（１８）：７９３１－７９３２．
万方数据
设置防冻层，防冻层置换深度计算公式如下：
Ｚ’ｅ≥８’Ｚ
式中：Ｚ７ｅ为混凝土护坡的置换深度，ｍ；ｓ’为置换比，查 表；五为地基土的设计冻深（表１）ｉ
表１兴利水位加１．５５ ｍ时护坡置换深度计算
胀性的级配不良砂砾，防冻层厚度根据工程规模及坝体土
的冻胀级别确定｛２１。
＾Ｆ监
２：ｊ 式中：啊为地基土冻胀度，ｃｍ；＾为地表冻胀度，查表得
Ｚｆ＝ＺｒＯ．３５ ８０一１．６瓦