基于zigbee技術的綠地自動灌溉控制系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)(參考版)
2025-07-17 19:35本頁面
【正文】 無線控制器節(jié)點在電網供電方便的地區(qū)可采用電網供電，若電 網供電不便并且太陽能資源比較豐富的地區(qū)可采用太陽能電池供電。協(xié)調器采用壁掛式的安裝方式時可選用AAA堿性電池供電或者電網供電的方式，采用便攜式的協(xié)調器可采用AAA堿性電池供電。 手動控制灌溉:在不需要進行自動控制或者用戶根據實際需要臨時添加灌溉任務時，可以采用手動控制干預，使得灌溉控制具有一定的靈活性。在土壤水分控制方式下，無線傳感器節(jié)點配備了土壤水分傳感器，可以根據設定的土壤水分值自動啟動灌溉，在達到一定的灌溉時間后即可停止灌溉。 系統(tǒng)可配置:根據用戶需要對網絡拓撲結構以及無線傳感器節(jié)點和無線控制 器節(jié)點的數目進行配置，并且無線控制器節(jié)點的電磁閥數目也可以根據用戶需要進行增減。圖2一4是單監(jiān)控區(qū)域的綠地自動灌溉系統(tǒng)的結構框圖，本文是在已有的輸水部分的基礎上對控制部分進行研究。無線控制器節(jié)點接收協(xié)調器發(fā)送來的灌溉決策命令，開啟或者關閉電磁閥，每個無線控制器節(jié)點可配備4路電磁閥或者根據需要可擴展至多路電磁閥。協(xié)調器是網絡的控制設備，也是zigBee無線傳感器網絡的“協(xié)調器節(jié)點”，是單個監(jiān)控區(qū)域的控制中心，負責組網、允許無線傳感器節(jié)點和無線控制器節(jié)點加入網絡、實時顯示無線控制器節(jié)點傳送來的氣象信息，包括空氣溫度、空氣相對濕度、光照度等等及土壤水分含量，并且按照一定的控制策略作出灌溉決策并發(fā)送給無線控制器節(jié)點。由于各個監(jiān)控區(qū)域的監(jiān)控網絡的建立是基本相同的，本論文主要研究單監(jiān)控區(qū)域的綠地自動灌溉控制系統(tǒng)的搭建，而這也是大型、遠程監(jiān)控網絡實現(xiàn)的基礎和保證。本地控制中心可選用ZigBee網絡的協(xié)調器節(jié)點或者為了實現(xiàn)更高級的功能，采用ARM或者PC機。原理如圖2一3所不:圖23 綠地自動灌溉系統(tǒng)原理圖將一個城市或者一個公園的每一個獨立的、分散的綠地作為一個監(jiān)控區(qū)域，各個監(jiān)控區(qū)域與本地控制中心通過簇樹結構或者網狀結構的網絡拓撲進行組網，并且均采用ZigBee網絡協(xié)議。因此，將基于ZigBee協(xié)議的無線傳感器網絡技術應用到綠地自動灌溉控制系統(tǒng)中，將在一定程度上推動綠地自動灌溉控制技術的發(fā)展和ZigBee技術在無線監(jiān)測、控制領域的廣泛應用。在綠地自動灌溉控制系統(tǒng)中，綠地的范圍一般不是很大，即使需要大范圍的組網，也可采用不同的ZigBee無線網絡拓撲結構組建大型區(qū)域的網絡。 (5)需要覆蓋的范圍較大，網絡內需要容納的設備較多，網絡主要用于監(jiān)測或控制。 （3)只能使用一次性電池，沒有充足的電力支持。通常，符合下列條件之一的就可以考慮采用zigBee技術: (1)設備間距較小。 成本低:zigBee技術的數據傳輸速率低、數據傳輸量小、通信距離短、協(xié)議簡單，使得它對硬件配置的要求極低，而且zigBee協(xié)議的工作頻段都是國際免費頻段，所以相對于其他短距離無線通信技術來說，成本極低。通信距離短:相鄰節(jié)點間的一般有效傳輸距離大約在10一10om之間。 網絡容量大:在ZigBee網絡中，一個主節(jié)點最多可管理255個子節(jié)點，同時主節(jié)點還可由上一層網絡節(jié)點管理，則每個ZigBee網絡最多可支持65536個節(jié)點。 數據傳輸可靠:MAC層采用碰撞避免機制，這種完全確認的數據傳輸機制提高了數據傳輸的可靠性。在非工作模式時，節(jié)點處于休眠狀態(tài)。 在短距離無線通信領域中，除了ZigBee技術外，目前比較成熟的技術還有紅外數據傳輸(xrnA)、無線局域網(wi一Fi)、藍牙(Bluetooth)和超寬帶(ultrawideBand)等，它們都有各自不同的特點和使用范圍，表2一1對它們進行了比較說明。圖2一2三種類型的網絡拓撲 星型結構的網絡由一個協(xié)調器和多個終端設備組成，每個終端設備只能與協(xié)調器連接并且協(xié)調器控制整個網絡。協(xié)調器和路由器要有一定的中繼能力，并且能夠適量地存儲數據，因此必須是FFD。相對于FFD來說，即D的電路結構簡單且要求的存儲體的容量較小，但燈D之間不能直接進行通信，只能和一個作為它的父節(jié)點的FFD進行通信。終端設備只能通過路由器或者協(xié)調器加入網絡，負責發(fā)送或者接收數據，沒有中繼功能，也不能建立網絡。一個獨立的網絡中只有一個協(xié)調器，協(xié)調器負責建立網絡、允許子節(jié)點加入、分配短地址等，并且為網絡提供數據路由和安全管理等服務。如圖2一2所示。ZigBee技術支持三種類型的網
范文總結相關推薦
鄂ICP備17016276號-1