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1 温室监控系统的构成
基于ZigBee 技术的分布式温室监控系统结构如图1 所示。
图1 基于ZigBee 技术的分布式温室监控系统结构图
整个系统由无线传感器、执行机构、温室控制器、监控计算机以及RS485 总线五大部分组成。温室中温度、湿度、光照等各类无线传感器、执行机构作为ZigBee 网络中的终端设备（RFD） , 通过ZigBee 无线网络通道实现与作为ZigBee 网络中协调器（ FFD） 的控制器进行数据通信。监控计算机负责监控整个温室群的运行状况， 具体包括设定控制参数和实现系统实时监测， 通过RS485 总线接收具体温室控制器传送的历史数据，完成数据管理、历史资料统计分析任务， 同时还可实现数据的显示、编辑、存储、输出打印等功能。各温室的控制器通过RS485总线， 经过RS485 /232 转换器与监控计算机进行数据交换， 接收监控中心的命令， 并根据需要向中心发送数据。
考虑到温室中环境较为简单， 采用ZigBee 技术的无线传感器网络采用星型网络配置， 单温室内由一个控制器（ 主设备）和多个传感器、执行机构设备（ 从设备） 组成。所有的终端设备都只与控制器通信。
2 系统硬件设计
2.1 无线传感器网络节点的硬件设计
典型的无线传感器网络节点由数采控制单元、微处理器单元、无线通信单元和供电单元四个主要部分组成。数采控制单元由传感器、执行机构进行监测区域内待测对象的信息采集和控制； 微处理器单元实现数据的分析、处理和存储等功能； 无线通信单元负责低功耗短距离节点与控制器间的通信； 供电单元则选取小型化、高容量的电池， 以确保节点的长寿命和微型化。具体节点设计原理框图如图2 所示。
图2 无线传感器网络节点原理框图
数采控制单元主要由传感器、调理电路， 控制电路组成， 根据实际需要选择合适传感器对监测区域内温度、湿度、光照等物理信号进行测试， 并根据上层命令对执行机构进行操作， 实时监控温室环境信息。
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