基于ZigBee和LabVIEW的智能农业大棚温湿度监测系统设计

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 S626 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2013）05-0205-01

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LabVIEW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-010，先通过ZigBee将采集的信号传输到KL-N4600模块上，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总线连接到计算机，上位机使用LabVIEW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1。JZH-0xx系列无线传感器技术参数见表1。

3 上位机以LabVIEW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，优点是不需要了解底层的实际接口类型，只需要掌握VISA I/O这一套函数库，程序在运行时VISA就会根据实际接口类型自动调用相应的借口驱动函数例程，完成通讯操作。

（1）用VISA配置串口：首先调用VISA配置串口（VISA Configure Serial Port）VI对串口初始化，KL-N4600模块通过串口1与PC相连，VISA Resource Name设为ASRL1：INSTR。参数与4600模块内单片机的设置保持一致，传输速率38 400 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。

（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据。设置VISA Read的byte count 为1 500。

（3）由于LabVIEW的通讯子VI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。

（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

不便、维护困难的难题，并且成本低廉，建设周期短，上位机使用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[1-6]。

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[J].农业工程学报，2000，16（3）：135-138.

[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（11）：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，2006（8）：83-85.

[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.

[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[J].浙江农业学报，2011，23（2）：400-403.

[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.