關于Zigbee和溫室大棚應用的調查報告

吳煥峰

（菏澤市牡丹區牡丹辦事處農業綜合服務中心，山東菏澤 274000）

1 應用現狀

1.1 Zigbee的應用現狀

從zigbee在2006年較為完善的推出以來，它憑借自身低復雜度、低功耗、低數據速率、低成本的特點，開始被人們不斷的研究、開發、應用。ZigBee在初期的應用是針對無線燈光控制，既通過zigbee用無線來取代有線開關，并實現裝置與裝置互動及整合性控制，便于中控管理系統了解燈光狀態來調整以達到節省能源的目的。隨著時代的發展，越來越多的領域開始有對ZigBee的技術需求，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。在物流中的應用；在工業、農業中的應用；在家庭生活中的應用；在交通工具中的應用等。

1.2 溫室的應用現狀

中國作為一個農業大國，糧食就是13億中國人的生命，對農作物的栽培極為重要關鍵。

但是我國現在農業設施化程度還很低，方法傳統，溫室發展的起步較晚。現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，但是溫室的現代化以及智能化平均程度還遠遠低于世界平均水平。雖然我國現有溫室及配套設施的專業生產廠家超過50家，生產設備基本國產化，初步形成了一定的產業規模，但這些現代化的溫室普及率很低，普通農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，現代化的溫室通常被機關團體、軍隊、農場和科研等單位采用，而個體和一般農民很少采用。

1.3 溫室應用的實地調查

春天花樂園的溫室大棚屬于較為現代化的農用溫室大棚，主體結構由胖龍公司建造（胖龍公司為國內較早開始研發應用現代溫室的公司）。由種植用的溫室大棚部分，和大棚外不遠處的控制室組成。溫室大棚總體為玻璃鋼架結構，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，側面裝有循環風機，并排放置，共25個，每個風機直徑約有1.2 m。風機主要用于換氣通風，以達到降低溫室內溫度的作用。在大棚的中軸線上，大約每隔十米就懸掛著一個用于測量空氣濕度的傳感器，每個傳感器在收集到數據后再通過有線方式傳輸到大棚外的控制室。在濕度傳感器旁邊，設置有空氣的溫度傳感器，同樣將收集到的數據通過有線傳往控制室。而在土壤中，大約50 m2就埋有一個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據除了傳往控制室外，都還會傳到一個便攜式USB存儲器上，進行一段時間的存儲。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小洞，溫室澆灌時水就在管中流動并從小洞中滴出來，以達到澆水、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，遮陽板可由減速機及傳動的齒輪齒條控制，根據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時狀態，然后操作控制臺，控制溫室中的風機開關，軟管滴水，遮陽板閉合。控制臺旁還有一個屏幕是顯示當天氣象臺發布的天氣狀況，來讓控制人員了解結合當天室外的溫濕度、光照亮度、風速、風向、雨雪信號以及雨量，便于更好的控制溫室環境。

2 調查結果分析

對于zigbee技術，準確的說，它已經被廣泛的應用起來了，只是在中國市場上，本土廠商參與度還非常有限，zigbee研究較晚且進度較慢。但未來無線領域的發展絕離不開zigbee技術，zigbee產品應用的爆發只是時間問題。再從長遠發展看我國的溫室市場，它的發展潛力巨大，倘若政府有關部門加大對溫室的應用技術和基礎理論研究的支持力度，并協助推廣現代溫室使用；科研人員開發研究高性能，低成本的溫室材料，是我國溫室水平向國際化靠攏。相信現代化、智能化的溫室大棚定能讓我國的農業發展有一次大躍進。

農院的溫室大棚已達到了基本的現代化標準，但是控制還在溫室內，有一定局限性。而春天花樂園的溫室大棚，實現了控制與農業工作兩地隔離，使工作人員在監控時方便，準確。但它在信號傳遞方式中仍使用傳統的有線方式，這樣會在施工時還會存在布線的麻煩，而且一旦溫室與控制室距離太遠，布線會浪費更多的人力物力，更會受線路老化，線路故障的影響。另外，在反饋控制方面，調查的兩間溫室都必須要人根據看到的數據來人工操控按鈕，從而控制溫室環境。它需要人力來控制，并不能達到完全的自動化、智能化。

[1]仲偉波,王婷婷,張澤武.基于ZigBee與WiFi的環境智能傳感系統研制[J].農機化研究,2012(12).

[2]王宇欣,劉爽,王平智,等.日光溫室根區熱環境相變調控系統設計與性能試驗[J].農業機械學報,2016(08).