基于6LoWPAN的大棚花卉栽培

　　1 總體設計

　　基于6LoWPAN技術的大棚花卉種植系統(tǒng)由傳感器節(jié)點、匯聚節(jié)點、網(wǎng)關以及噴灌系統(tǒng)等被控裝置組成。如圖1所示，溫濕度傳感器等節(jié)點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，各節(jié)點將數(shù)據(jù)分別發(fā)送到匯聚節(jié)點，匯聚節(jié)點將數(shù)據(jù)匯總至網(wǎng)關。網(wǎng)關對數(shù)據(jù)進行存儲、計算和分析等工作，通過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、通風扇開關等的開啟或關閉，通過設定閥門開啟時間控制灌溉用水量，實現(xiàn)精確灌溉;通風扇可以調整室內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，實現(xiàn)合理溫控。同時，移動終端(PC機、智能手機等)可以訪問網(wǎng)關發(fā)布的內置Web，查看數(shù)據(jù)和植株生長狀況的視頻，對植株的生長能夠做到實時監(jiān)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部分組成。總體設計如圖2所示。

　　2.2 傳感器模塊

　　(1)溫濕度傳感器SHT10

　　該傳感器包括一個電容性聚合體測濕敏感元件、一個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現(xiàn)無縫連接。因此，該產(chǎn)品具有品質卓越、響應迅速、抗干擾能力強、性價比高等優(yōu)點。

　　(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(shù)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(shù)字信號，不區(qū)分環(huán)境光源，接近于視覺靈敏度的分光特性，可在廣泛的亮度進行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低功耗無線模塊。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，是一款專門應用于無線傳感器網(wǎng)絡的 SOC 芯片。