基于CC2530的智能大棚控制系统的构建

杨玥 冯暖

摘 要：本文对智能大棚进行了研究，提出了基于物联网的智能大棚控制系统的应用；利用各种传感器采集传输信息，将数据信息通过无线方式传送到上位机，系统根据采集的信息与数据库里的参数进行了比较；用户可根据不同的作物在不同的季节所需不同的温度湿度等进行智能控制，利用手机端程序控制执行机构进行洒水、补光、通风等工作，达到植物生长的最佳环境。该大棚的优点是可以节省人力，提高作物产量，具有实用价值。

关键词：智能大棚；物联网；CC2530；控制系统

中图分类号：TH16 文献标识码：A

文章编码：1672-7053（2017）07-0151-02

Abstract：This paper studies the intelligent greenhouses， puts forward the application of the intelligent greenhouse control system based on the Internet of things. The use of various sensors to collect and transmit the information， the data information is transmitted to the host computer wirelessly. According to the collected information and the database The user can be based on different crops in different seasons required for different temperature and humidity for intelligent control， the use of mobile phone program to control the implementation of sprinkler， fill light， ventilation and other work to achieve the best plant growth surroundings. The advantage of the greenhouse is that it can save manpower and improve crop yield， with practical value.

Key Words：intelligent greenhouses； Internet of things； CC2530； control system

物聯网是利用局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式联在一起，形成人与物、物与物相联，实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。物联网是互联网的延伸，它包括互联网及互联网上所有的资源，兼容互联网所有的应用，但物联网中所有的元素（所有的设备、资源及通信等）都是个性化和私有化。结合互联网发展物联网技术，构建物联网基础上的智能大棚控制系统，可以实现蔬菜大棚的科学化管理，增加农产品的收成。这种类型的智能大棚采用传感器等终端设备来获取环境数据，使用物联网控制系统来管理蔬菜大棚，使得大棚中的农作物的养殖不依赖于专业技术人员，从而可以实现农产品的创收。

1智能大棚的硬件系统设计

智能大棚管理系统包括三个部分：主控芯（CC2530）、环境监控部分（各种传感器）和环境调节部分（各种外设）。本系统通过温度传感器ds18b20将环境中的温度检测出来传送至主控中；通过光照强度传感器BH1750FVI实时检测环境中光照强度；通过湿度传感器DHT11检测空气中的湿度；通过电脑系统和手机终端软件可以控制大棚内的热循环、自动灌溉等子系统进行操作，便于控制大棚中的内部环境，有利于农作物的生长。

该智能大棚采用CC2530为主控制器，用来总体协调控制整个系统，对内部A/D采集的数据进行处理，根据用户需求可发出指令控制照明、热循环、喷灌子系统，来改变大棚内部的环境。同时，还可利用Android手机端APP程序，实时地显示大棚内外的各环境参数，并对各个子系统发出指令控制大棚。系统的体系结构图如图1所示。

智能大棚控制系统采用CC2530开发，并对其进行程序的写入，驱动电路部分通过CC2530的端口输出高低电平来控制各水泵和风扇的工作。硬件主要电路图如图2所示。

2 智能大棚的软件系统设计

该智能大棚的软件系统，通过主程序调用多种中断子程序来实现，包括定时器中断、A/D中断和端口中断。主程序主要负责系统时钟、键盘中断、内部AD及各种参数设置的初始化。在主循环里，负责将采集来的温度数据进行转化。

在组建智能大棚系统时，利用QTcreater的工作环境搭建上位机的工作平台，同时利用eclipse采用JAVA语言编写手机终端数据采集和控制功能的实现。利用IAR8051的工作环境，对终端的CC2530进行程序的烧写，组建zigbee局域网。利用局域网中传送控制命令符，通过协调器，查看终端采集的数据和对用电器的工作状态的控制。

本系统的上位机部分，采用QTcreater的工作环境搭建上位机工作平台，实际运行界面如图3所示。

在当硬件连接完成之后，点击串口设备打开，自动刷新开，就会显示相应的节点中传输过来的数据。正常时光强变化图的显示，如图4所示。

PC机与手机在同一局域网内，在手机端软件中点击“启动服务器”，服务器状态的灯就会显示绿灯。手机APP连接PC机上网设备的IP地址，当手机连接到PC机上的IP地址时连接状态就会有进度条显示，此时就可以用手机来监控。手机端监控界面如图5所示。点击“连接”按钮显示连接服务器IP地址，输入与PC机显示相应的IP地址，可进行手机与PC机相连。

智能大棚控制系统主要分为监测系统和控制系统，其中监测系统里面包含的环境监测系统，可以对温室的温度、湿度、光照、气体等环境变量进行检测。然后通过对检测到的数据进行分析，通过我们的控制系统，其中包括供水控制系统、光照控制系统、空气控制系统等分别对温湿度、光照、气体等变量进行控制。

3 结语

实证研究发现，本系统的架构设计合理，功能电路实现较好，系统工作、稳定性能优良，较好地达到了预期的各项指标。设计的系统硬件安装方便、价格低廉，设计的管理界面简介友好、操作便利，能很好地监控温室大棚的温度、湿度和光照。此外，目前设计的系统预留了无线扩充端口，未来可结合移动、联通等无线网络服务商提供的短消息等服务。

参考文献

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