隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的加快，農(nóng)業(yè)管理更加的集中化，農(nóng)業(yè)智能化管理漸漸興起，管理者們坐在辦公室或者是家里即可通過遠(yuǎn)程監(jiān)控了解農(nóng)作物生長的情況。而這依賴于無線通信技術(shù)的快速發(fā)展。ZigBee技術(shù)具有高可靠性、低成本、低功耗、高安全性等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、智能家居、商業(yè)樓宇以及農(nóng)業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域，蔬菜工廠智能監(jiān)控就是一個(gè)典型的案例。

ZigBee如何實(shí)現(xiàn)蔬菜工廠監(jiān)控?

一、ZigBee無線傳感技術(shù)

ZigBee定義了短距離、低數(shù)據(jù)傳輸速率無線通信所需要的一系列通信協(xié)議。ZigBee協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)采用分層結(jié)構(gòu)，每一層為上層提供一系列特殊的服務(wù)：數(shù)據(jù)實(shí)體提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù);管理實(shí)體提供所有其他的服務(wù)。Zig Bee協(xié)議分為兩個(gè)部分，IEEE802.15.4定義了物理層和媒體訪問控制層，ZigBee聯(lián)盟在此基礎(chǔ)上定義了網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層架構(gòu)，在應(yīng)用層內(nèi)提供了應(yīng)用支持子層和ZigBee設(shè)備對(duì)象。

二、蔬菜工廠監(jiān)控系統(tǒng)整體控制框架

蔬菜工廠監(jiān)控系統(tǒng)整體控制框架，由主控機(jī)、房間節(jié)點(diǎn)監(jiān)控單元、培菜架節(jié)點(diǎn)監(jiān)控單元3部分組成。在蔬菜工廠里有多個(gè)房間，每個(gè)房間里配置了一個(gè)房間節(jié)點(diǎn)監(jiān)控單元，每個(gè)房間里有多個(gè)培菜架，每個(gè)培菜架上配置了一個(gè)培菜架節(jié)點(diǎn)監(jiān)控單元。

主控機(jī)的功能：1)作為服務(wù)器，接收各房間節(jié)點(diǎn)和培菜架節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)，通過網(wǎng)絡(luò)瀏覽器實(shí)現(xiàn)蔬菜工廠的整體監(jiān)控;2)在獲得相應(yīng)權(quán)限后，給相關(guān)的房間節(jié)點(diǎn)和培菜架節(jié)點(diǎn)發(fā)送控制命令或數(shù)據(jù)采集命令。

房間節(jié)點(diǎn)監(jiān)控單元(包括整體監(jiān)控單元)的功能：1)房間節(jié)點(diǎn)監(jiān)控單元負(fù)責(zé)每個(gè)房間的空調(diào)控制、二氧化碳濃度采集和電源管理;2)整體監(jiān)控單元負(fù)責(zé)中央空調(diào)控制、二氧化碳發(fā)生器控制以及整個(gè)蔬菜工廠的電源管理。

培菜架節(jié)點(diǎn)監(jiān)控單元的功能：1)接收到主控機(jī)的數(shù)據(jù)采集命令后，采集本培萊架的溫度、濕度和圖像數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給主控機(jī);2)接收到主控機(jī)的控制命令后，控制本培菜架的LED燈的亮暗、營養(yǎng)液循環(huán)泵和電磁閥的開關(guān)等。

三、無線傳輸網(wǎng)絡(luò)模塊

蔬菜工廠監(jiān)控系統(tǒng)基于ZigBee的485無線通信模塊在無線網(wǎng)絡(luò)中，配置了一個(gè)協(xié)調(diào)器，一個(gè)路由器和多個(gè)終端節(jié)點(diǎn)。協(xié)調(diào)器通過RS485，與其進(jìn)行通信，在通過路由器轉(zhuǎn)發(fā)無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，終端節(jié)點(diǎn)用于各房間和培菜架的數(shù)據(jù)和命令的收發(fā)。

四、4-20mA采集模塊(4-20mA信號(hào)/數(shù)據(jù)采集模塊)

在蔬菜工廠監(jiān)控系統(tǒng)中，采用基于ZigBee的4-20mA采集模塊)，采集房間內(nèi)部的二氧化碳濃度、溫濕度等相關(guān)數(shù)據(jù)。

蔬菜工廠監(jiān)控系統(tǒng)基于ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)農(nóng)作物的實(shí)時(shí)智能監(jiān)控，系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠。

上海順舟智能自2004年起始終從事于ZigBee領(lǐng)域的研發(fā)，目前成果涉及基于ZigBee的485無線通信模塊/設(shè)備、4-20mA采集模塊/設(shè)備、智能網(wǎng)關(guān)、智能單燈控制器、智慧燈桿等。