ZigBee基于物联网技术的农业智能化培养控制系统设计开发 第7页

本次设计中，共体现了三种人机互动的功能。第一种是通过LCD显示，即协调器将数据输送给LCD，由LCD显示各个节点的相关数据，这种方式是模拟的农业智能化培育控制系统中基站里的大屏显示或分屏显示，它具有直观、方便、实时、连接简单等优点；第二种是通过串口转USB接口将数据传送至PC机，由PC机对数据进行显示，这种方式相比较第一种，有更好地可移动性和灵活性。第三种是通过GSM短信的方式等待用户查询，是一种被动的互动方式，用户可以通过发送事先设定的验证码给GSM模块，协调器通过验证码验证身份后将每个传感节点的数据以短信的方式发送给用户，这种方式相比较前两种方式，可移动性更强，真正实现了远程网络访问，但是由于GSM本身的技术限制，使得数据的实时性得不到有效的保障。
由于诸多因素的限制，这三种方式的前两种都属于模拟实际情况的实验方案。在实际开发和使用时都可以根据不同情况进行修改，如编写上位机软件实现PC机与农业智能化培育控制系统的相连，选择更多更好地网络服务等。
如图2-3所示为本课题的基本结构模型。

图2-3   农业智能化培育控制系统基本结构模型
2.3本章小结
此次设计是按照标准的物联网结构规划的，分为感知层、网络层和应用层三个层面。在感知层，采用了短距离、低功耗、低成本、低速率的ZigBee自组网技术，完整体现了一套标准的个域网结构体系，包含了协调器、路由器和终端。在网络层，采用了难度较低的GSM网络，采取了较为普遍的短信服务被动查询的方式。在应用层，设计了LCD显示、PC机通信和GSM短信查询三种功能。
基本实现了之前的设计目标和设想，完成了较为完整的物理网系统，较好地体现了农业智能化培育控制系统的应用和发展前景。
第3章 系统硬件设计
本章将详细介绍本次设计的农业智能化培育控制系统的硬件结构，并分模块介绍各部分的电路原理图和PCB图，清楚地阐述每个模块的设计思想和实施方案。
3.1硬件结构本文来自优!文^论#文,网，加7位QQ324_9114找源文
为满足系统功能的需求，设计者按照模块划分的方式将系统划分为传感器、ZigBee系统、上位机接口、LCD显示和GSM通信五个部分。每个部分都与ZigBee系统相连，保证全网联通。完成MF47型万用表装配并实现功能(测量原理图+调试方式)
农业智能化培育控制系统中，传感器的设计是至关重要的。在农业生产过程中，温度、湿度、光照、氧气含量、CO2含量、氮肥含量等物理、化学量的成分是影响农作物生长发育的关键性因素，如何准确实时全面地了解和掌握这些环境变量的变化情况是提高农作物产量，提升农作物生长质量，保证经济效益和环境资源合理利用的前提条件和重要环节。本系统在设计之初，考虑到成本和实验条件等因素，也考虑到本系统只作为对物联网应用在农业生产过程中的方案验证性设计，仅选用了温度、湿度和光照度三个物理量的传感器来模拟对农作物生长环境的实时监测。在实际开发和应用中，可添加化学成分检测传感器和控制系统，使得农业智能化培育控制系统真正做到对农作物生长环境的实时监测和控制，甚至可以做到对农作物生产、保鲜、销售一体化控制，真正实现智能农业。

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