基于6LoWPAN的大棚花卉栽培

　　1 總體設計

　　基于6LoWPAN技術(shù)的大棚花卉種植系統由傳感器節點(diǎn)、匯聚節點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)以及噴灌系統等被控裝置組成。如圖1所示，溫濕度傳感器等節點(diǎn)均勻分布在大棚內部，采集內部的空氣溫濕度和土壤溫濕度等參量，采用6LoWPAN傳輸技術(shù)，各節點(diǎn)將數據分別發(fā)送到匯聚節點(diǎn)，匯聚節點(diǎn)將數據匯總至網(wǎng)關(guān)。網(wǎng)關(guān)對數據進(jìn)行存儲、計算和分析等工作，通過(guò)預設的決策支持算法，將算法結果與預設閾值比較，得出相應的反饋指令，發(fā)送合適的控制命令，控制管道網(wǎng)出水口電磁閥、通風(fēng)扇開(kāi)關(guān)等的開(kāi)啟或關(guān)閉，通過(guò)設定閥門(mén)開(kāi)啟時(shí)間控制灌溉用水量，實(shí)現精確灌溉;通風(fēng)扇可以調整室內CO2濃度;或發(fā)出相應的溫控指令，控制溫控設備的冷暖氣輸出，實(shí)現合理溫控。同時(shí)，移動(dòng)終端(PC機、智能手機等)可以訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)關(guān)發(fā)布的內置Web，查看數據和植株生長(cháng)狀況的視頻，對植株的生長(cháng)能夠做到實(shí)時(shí)監控和管理。

　　2 硬件設計

　　2.1 概述

　　硬件部分由底層傳感設備，中間協(xié)調設備，上層終端控制設備和被控設備四個(gè)部分組成?？傮w設計如圖2所示。

　　2.2 傳感器模塊

　　(1)溫濕度傳感器SHT10

　　該傳感器包括一個(gè)電容性聚合體測濕敏感元件、一個(gè)用能隙材料制成的測溫元件，與14位A/D轉換器以及串行接口電路實(shí)現無(wú)縫連接。因此，該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、響應迅速、抗干擾能力強、性?xún)r(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。

　　(2)二氧化碳傳感器模塊MG811

　　用于家庭等環(huán)境的二氧化碳探測裝置。適用于二氧化碳濃度的探測，二氧化碳氣體敏感元件測試濃度范圍：0~10000ppm。

　　(3)數字光照傳感器BH1750FVI

　　采用ROHM原裝BH1750FVI芯片，光照度范圍：0-65535 lx，傳感器內置16bit AD轉換器，可直接輸出數字信號，不區分環(huán)境光源，接近于視覺(jué)靈敏度的分光特性，可在廣泛的亮度進(jìn)行1 lx分辨率的高精度測定，標準NXP IIC通信協(xié)議，模塊內部包含通信電平轉換，可與5V單片機I/O直接連接。

　　2.3 射頻模塊

　　采用TI公司的CC2530低功耗無(wú)線(xiàn)模塊。該芯片集成了802.15.4的 MAC 層與物理層功能，并采用低功耗設計，是一款專(zhuān)門(mén)應用于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的 SOC 芯片。