基本信息
- 项目名称：
- 温室无线监测系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 传统的温室数据采集和测量系统存在着成本高、精确度低和移动性差等问题，逐渐被新兴起的依靠电子和通信技术的无线信息采集系统所代替。针对现代化温室的管理要求，我们提出了基于ZigBee和WEB技术的数据采集和信息发布系统的方案。本检测系统以网络中任意一台计算机作为客户端，通过对中心节点访问实现对温室环境信息的远程监控。系统测试表明，该系统能较好地实现温室环境远程实时监测，为现代温室管理提供决策依据。
- 详细介绍：
- 温室环境信息的获取是实现温室现代化精准管理的重要环节。但温室远离都市社区，通信条件落后，且地域广阔、偏僻分散，信息采集非常困难。目前存在的温室环境监测系统多侧重于数据远程传输的技术研究，监测现场仍采用有线的连接方式实现传感器与数据采集模块的通信，其明显的缺陷是现场安装与布线连接繁琐、设备移动性差、组网复杂、成本较高，甚至在有些场合难以实现。 本研究团队顺应温室环境监测自动化、智能化的发展趋势，采用无线传感器网络技术和虚拟仪器技术，设计了温室环境无线监测系统。温室环境无线监测系统基于ZigBee技术组建，布置在温室内的各传感器节点采集温度、土壤含水量、湿度等信息，以CC2430 芯片为核心的中央节点以无线方式接收各传感器节点的信息。现场信息经串行口上传基于虚拟仪器和Access数据库技术组建的远程监测系统。远程客户端通过Internet与服务器相连，查询服务器端的温室信息。 温室环境信息监测方案将节点采集、网络传输、终端处理于一体，既解决了数据远程传输技术问题，又避免了安装大量传感器和终端设备的弊端，从而满足温室环境监测过程中对多测点、多要素、移动性、便捷性等方面的要求。试验表明，系统能较好地实现温室环境远程实时监测，为温室管理提供决策依据。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 本系统针对传统温室数据采集系统中存在的成本较高、精确度低和移动性差等问题，提出了一种基于ZigBee和WEB技术的数据采集和信息发布方案。首先，应用LabVIEW虚拟仪器开发平台，通过RS-232总线与无线传感器网络连接，并利用PC监测计算机构成现场监测系统。其次，通过Internet技术将建立的监控系统与互联网连接，把实时采集信息发送到WEB数据服务器上，实现温室信息的远程实时监测。
科学性、先进性
- 现有温室环境信息监测系统存在如下问题：①有线通讯需要铺设通讯线路，成本较高且温室环境中不易实施与维护；②民用无线通讯频带多数为电信运营商占用，如使用该频带需缴纳一定的费用，增加运营成本；③.短距离有线通讯方式存在扩展性差、传输距离近、系统不稳定等缺点。 ZigBee和web技术是在无线数据传输技术中得到了广泛应用的成熟技术，二者之间具有良好的兼容性。虚拟仪器技术是新兴的技术，在工业领域有着较好的应用，得到了普遍的认可。因此，凭借以上三项技术开发的温室环境监测系统具有一定的理论基础，较高的系统可靠性和先进性。系统的硬件设计所采用的器件均为标准器件，具有可靠性高、故障率低的特点；系统软件使用了Lebview和IAR软件开发平台，开发出的系统应用软件具有可靠性高，兼容性好的优点。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 双方合作，共担风险
作品可展示的形式
- 实物 现场演示 图片 录像
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 本检测系统不仅可以以网络中任意一台计算机作为客户端，对中心节点访问实现对温室环境信息的远程监控。也可以直接利用上位机，在现场操控室内实现对下位机的实时监测。还可以到大棚中通过采集节点上的液晶屏直接读取采集数据。 与传统定点布设的具有专门信号处理的高品质传感器方法相比，该系统具有无需布线、能耗低、成本低廉、鲁棒性好、扩展灵活及安装方便等优点，并能实现对监测区域的全覆盖。 本系统软、硬件都采用具有拓扑结构的模块化结构，可根据应用场合不同、测控物理量不同而选用不同的配置。系统可根据实际情况选择不同类型采集节点而路由节点和中心节点一样，有利于商品化，便于推广。 本产品由于具有良好的操作性和可靠性，可广泛应用于温室、组织培养室、化工、环保等部门。由于该系统是高科技产品,利润率也较高，经济效益显著。随着销路的进一步扩大，可以扩大产量从而增加效益。同时，可开发出系列化产品，以适合不同工况条件下的不同需要，更好地为用户服务。这些都将产生巨大的经济效益。
同类课题研究水平概述
- 随着科学技术的不断进步以及计算机技术的普及，温室环境的自动控制成为温室建设的目标，温室管理智能化成为温室发展的方向。温室环境的检测是实现自动控制和智能化的基础。世界发达国家如荷兰、美国、英国、日本等大力发展集约化的温室产业，智能化温室测控系统已经得到应用，温室内温度、光照、水、气、肥实现了计算机调控，遥测技术、网络技术、控制局域网也在温室的自动管理控制中得到了广泛应用。 我国的温室环境检测起步较晚，但也产生了一批有价值的研究成果，华中科技大学开发了基于PLC 的温室环境智能控制系统，浙江大学开发出掌上型温室环境测控系统，延安大学研制了基于单片机的温室环境数据采集终端。但由于成本和技术普及等方面的限制，温室环境参数的自动检测系统在实际生产过程中的应用受到严重制约，限制了温室环境自动检测系统的推广和应用，因此开发一套适合我国国情的低成本，易用、易安装的无线温室环境检测系统对于温室环境的自动化控制和智能化管理具有重要意义。。 本研究顺应温室环境监测自动化、智能化的发展趋势，采用ZigBee技术，建立用于采集温室环境信息的无线传感器网络（WSN）节点，设计温室环境信息监测系统。又基于WEB技术建立远程数据采集和信息发布系统。该温室信息无线监测方案将节点采集、网络传输、终端处理于一体，既可解决数据远程传输技术问题，又避免安装大量传感器和终端设备的弊端，从而满足温室环境监测过程中对多测点、多要素、便捷性等方面的要求。
