關(guān)于Zigbee和溫室大棚應(yīng)用的調(diào)查報(bào)告

吳煥峰

（菏澤市牡丹區(qū)牡丹辦事處農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心，山東菏澤 274000）

1 應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 Zigbee的應(yīng)用現(xiàn)狀

從zigbee在2006年較為完善的推出以來，它憑借自身低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的特點(diǎn)，開始被人們不斷的研究、開發(fā)、應(yīng)用。ZigBee在初期的應(yīng)用是針對(duì)無線燈光控制，既通過zigbee用無線來取代有線開關(guān)，并實(shí)現(xiàn)裝置與裝置互動(dòng)及整合性控制，便于中控管理系統(tǒng)了解燈光狀態(tài)來調(diào)整以達(dá)到節(jié)省能源的目的。隨著時(shí)代的發(fā)展，越來越多的領(lǐng)域開始有對(duì)ZigBee的技術(shù)需求，并且需求的量在大幅度的增長，zigbee也漸漸滲入到我們的生活中。在物流中的應(yīng)用；在工業(yè)、農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用；在家庭生活中的應(yīng)用；在交通工具中的應(yīng)用等。

1.2 溫室的應(yīng)用現(xiàn)狀

中國作為一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，糧食就是13億中國人的生命，對(duì)農(nóng)作物的栽培極為重要關(guān)鍵。

但是我國現(xiàn)在農(nóng)業(yè)設(shè)施化程度還很低，方法傳統(tǒng)，溫室發(fā)展的起步較晚。現(xiàn)在我國溫室的建造面積（包括大棚）已超過120萬，躍居世界第一，但是溫室的現(xiàn)代化以及智能化平均程度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界平均水平。雖然我國現(xiàn)有溫室及配套設(shè)施的專業(yè)生產(chǎn)廠家超過50家，生產(chǎn)設(shè)備基本國產(chǎn)化，初步形成了一定的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，但這些現(xiàn)代化的溫室普及率很低，普通農(nóng)戶采用最多的是自建的簡易拱棚，約占我國溫室總量的60%以上，現(xiàn)代化的溫室通常被機(jī)關(guān)團(tuán)體、軍隊(duì)、農(nóng)場和科研等單位采用，而個(gè)體和一般農(nóng)民很少采用。

1.3 溫室應(yīng)用的實(shí)地調(diào)查

春天花樂園的溫室大棚屬于較為現(xiàn)代化的農(nóng)用溫室大棚，主體結(jié)構(gòu)由胖龍公司建造（胖龍公司為國內(nèi)較早開始研發(fā)應(yīng)用現(xiàn)代溫室的公司）。由種植用的溫室大棚部分，和大棚外不遠(yuǎn)處的控制室組成。溫室大棚總體為玻璃鋼架結(jié)構(gòu)，長約90 m，寬約40 m，總占地約3 600 m2。頂部為錐形，最大高度約為5 m。

溫室大棚內(nèi)，側(cè)面裝有循環(huán)風(fēng)機(jī)，并排放置，共25個(gè)，每個(gè)風(fēng)機(jī)直徑約有1.2 m。風(fēng)機(jī)主要用于換氣通風(fēng)，以達(dá)到降低溫室內(nèi)溫度的作用。在大棚的中軸線上，大約每隔十米就懸掛著一個(gè)用于測量空氣濕度的傳感器，每個(gè)傳感器在收集到數(shù)據(jù)后再通過有線方式傳輸?shù)酱笈锿獾目刂剖摇Ｔ跐穸葌鞲衅髋赃叄O(shè)置有空氣的溫度傳感器，同樣將收集到的數(shù)據(jù)通過有線傳往控制室。而在土壤中，大約50 m2就埋有一個(gè)土壤濕度傳感器來探測土壤的濕度信息。這些收集到的溫濕度數(shù)據(jù)除了傳往控制室外，都還會(huì)傳到一個(gè)便攜式USB存儲(chǔ)器上，進(jìn)行一段時(shí)間的存儲(chǔ)。而在種有花的土壤上來回鋪有塑料軟管，軟管上隔一段距離有一個(gè)小洞，溫室澆灌時(shí)水就在管中流動(dòng)并從小洞中滴出來，以達(dá)到澆水、保持土壤濕度的作用。大棚的頂部除了有一層玻璃棚頂外，還有一層遮陽板，遮陽板可由減速機(jī)及傳動(dòng)的齒輪齒條控制，根據(jù)溫室里的溫度和光照，需要緩慢的展開、合攏。

在控制室里，控制人員可以通過顯示屏看到溫室中溫濕度的實(shí)時(shí)狀態(tài)，然后操作控制臺(tái)，控制溫室中的風(fēng)機(jī)開關(guān)，軟管滴水，遮陽板閉合。控制臺(tái)旁還有一個(gè)屏幕是顯示當(dāng)天氣象臺(tái)發(fā)布的天氣狀況，來讓控制人員了解結(jié)合當(dāng)天室外的溫濕度、光照亮度、風(fēng)速、風(fēng)向、雨雪信號(hào)以及雨量，便于更好的控制溫室環(huán)境。

2 調(diào)查結(jié)果分析

對(duì)于zigbee技術(shù)，準(zhǔn)確的說，它已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用起來了，只是在中國市場上，本土廠商參與度還非常有限，zigbee研究較晚且進(jìn)度較慢。但未來無線領(lǐng)域的發(fā)展絕離不開zigbee技術(shù)，zigbee產(chǎn)品應(yīng)用的爆發(fā)只是時(shí)間問題。再從長遠(yuǎn)發(fā)展看我國的溫室市場，它的發(fā)展?jié)摿薮螅热粽嘘P(guān)部門加大對(duì)溫室的應(yīng)用技術(shù)和基礎(chǔ)理論研究的支持力度，并協(xié)助推廣現(xiàn)代溫室使用；科研人員開發(fā)研究高性能，低成本的溫室材料，是我國溫室水平向國際化靠攏。相信現(xiàn)代化、智能化的溫室大棚定能讓我國的農(nóng)業(yè)發(fā)展有一次大躍進(jìn)。

農(nóng)院的溫室大棚已達(dá)到了基本的現(xiàn)代化標(biāo)準(zhǔn)，但是控制還在溫室內(nèi)，有一定局限性。而春天花樂園的溫室大棚，實(shí)現(xiàn)了控制與農(nóng)業(yè)工作兩地隔離，使工作人員在監(jiān)控時(shí)方便，準(zhǔn)確。但它在信號(hào)傳遞方式中仍使用傳統(tǒng)的有線方式，這樣會(huì)在施工時(shí)還會(huì)存在布線的麻煩，而且一旦溫室與控制室距離太遠(yuǎn)，布線會(huì)浪費(fèi)更多的人力物力，更會(huì)受線路老化，線路故障的影響。另外，在反饋控制方面，調(diào)查的兩間溫室都必須要人根據(jù)看到的數(shù)據(jù)來人工操控按鈕，從而控制溫室環(huán)境。它需要人力來控制，并不能達(dá)到完全的自動(dòng)化、智能化。

[1]仲偉波,王婷婷,張澤武.基于ZigBee與WiFi的環(huán)境智能傳感系統(tǒng)研制[J].農(nóng)機(jī)化研究,2012(12).

[2]王宇欣,劉爽,王平智,等.日光溫室根區(qū)熱環(huán)境相變調(diào)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與性能試驗(yàn)[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),2016(08).