1.1课题的研究背景、研究目的和意义

 随着科学技术水平的不断提升，计算机技术也得到了快速发展，可是现在很多产业，特别是农业生产过程中，检测以及控制方面依旧使用传统老旧的技术，大量的布线使得现场混乱，通信成本很高，这种落后的通信技术已经不再适用于现在很多产业。因此，无线通信技术开始逐渐得到重视并开始广泛推广。通常无线网络技术包括了无线广域网、无线城域网、无线局域网和无线个人域网等众多网络类型。本文所研究的ZigBee技术就是典型的短距离无线网络，也就是无线个人网络[2]。

ZigBee的特点如下：基于ZigBee搭建系统成本较低；基于ZigBee搭建完成的系统运行功效较低；基于ZigBee搭建的系统工作时传输速率较低；基于ZigBee搭建的系统能够实现更为快速的响应；基于ZigBee搭建的系统能够实现多数据存储；基于ZigBee设计的系统工作时具有高度的可靠性；基于ZigBee设计的系统具有非常高的安全性；基于ZigBee设计的系统能够实现中短距离传输[3]。

本课题研究主要有以下几方面的目的和意义文献综述

第一，通过此次研究，深入了解ZigBee技术以及无线传感器网络，通过自己动手以及查找文献，完成温室环境无线监测系统的设计以及最终实物的搭建。

第二，系统设计过程中注重设计成本、系统稳定性等要素，力求实现农业生产过程中环境参数监测的简单化、去线化，实现农业环境数据采集无线传输。

第三，通过本次课题研究，将温室环境无线监测网络真正应用到农业生产过程中，对温室多参数进行检测，摆脱自然环境对农业的影响，提高农产品的产量和质量

第四，通过本次课题，举一反三，将无线传感网络以及ZigBee技术应用到其他各个领域，为设计不同的监测系统提供参考。

1.2 国内外研究现状

2 系统设计 

温室环境因素监测系统总体设计结构如图2-1所示。无线传感器节点、人机交互界面以及网关共同组成系统主要部分。所有监测区域的微型传感器共同组成了无线传感器网络，简称为WSN[4]。这些传感器节点之间通过无线传输方式实现数据的传输，从而能够形成一个网络系统，建立网络系统的主要目的就是为了集中处理监测区域中的所有环境因素，通过网络系统实现对被测对象的感知、采集以及处理等。无线传感器网络由拓扑结构、路由方式以及设备类型共同组成，ZigBee标准规定的网络节点分为协调器（Coordinator)、路由器(Router)和终端节点（End Device)。网络层通过节点类型体现其本质，通过节点类型能够体现出网络的拓扑形式。常用的三种网络拓扑结构为树型、网状以及星型。

（1）协调器

在各种拓扑形式的ZigBee网络中，有且只有一个协调器节点，它负责选择网络所使 用的频率通道、建立网络并将其他节点加入网络、提供信息路由、安全管理和其他服务。

  （2）路由器

网络利用树型或者网状拓扑结构时，需要在结构中添加路由器节点，还可以添加协调器，通过这些器件的加入，能够实现远距离无线传输。通过路由器或者协调器进行节点间信息的传输，子节点可以通过路由器加入到网络中。

（3）终端节点来~自^优尔论+文.网www.youerw.com/

利用终端节点能够实现信息的传输，如果某一时刻不需要终端节点收发信息，那么终端节点就处于休眠状态，这样就实现了功耗的降低。

无线传感器主要负责对环境因素进行采集，并将采集到的数据传递给网关节点。网络管理则是由网关进行管理，其主要功能就是对网络进行组织并将节点数据传递给上位机。人机交互界面主要负责将最终分析处理后的数据通过PC机显示出来，PC机还能实现远程控制的功能。系统中各传感器（温湿度传感器、二氧化碳传感器、光强传感器等）对环境因素进行采集之后传递到网关，PC机利用软件就可以对这些数据进行查看，进而能够达到本文目的——远程监控。