基于Zigbee的智能温室大棚系统（附详细使用教程+完整代码+原理图+完整课设报告）

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项目专栏：【Zigbee课程设计系列文章】（附详细使用教程+完整代码+原理图+完整课设报告）

前言

• 由于无线传感器网络（也即是Zigbee）作为物联网工程的一门必修专业课，具有很强的实用性，因此很多院校都开设了zigbee的实训课程；
• 同时最近很多使用了我的单片机课设的同学又来私信咨询我基于Zigbee的的课程设计的相关问题；
• 所以为了帮助各位有需要的同学顺利完成自己的课程设计，有个顺利的假期，同时为了方便各位想要学习ZigBee的同学查找学习，建立了本专栏。
• 但是由于笔者正在读研，每天的任务比较重，只能在从实验室回来后，晚上抽一个小时的时间来写，所以，更新不易，靠爱发电。

正在更新中~ ✨

我的项目环境：

• 平台：Windows 11
• 编译器：IAR for 8051 8.10
• Zigbee协议栈：Zstack-CC2530-2.5.1a
• 芯片型号：CC2530

课设项目专栏：【Zigbee课程设计系列文章】（附详细使用教程+完整代码+原理图+完整课设报告）

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提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

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智能温室大棚系统

 设计要求
  基于Zigbee协议栈和Zigbee节点构建智能温室大棚系统。该系统利用多个Zigbee传感器监测节点采集温室环境各项数据，汇聚于协调器，由协调器节点控制各种遮光帘、显示及报警设备。协调器可以以串口通信上传数据于PC端。

 设计方法
  智能温室大棚环境部署多个Zigbee监测节点，采集环境数据，有协调器串口传输至PC端，PC端可以串口打印显示，并能实时反向控制各个监测节点。

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零、技术介绍

  Zigbee是一种新兴的低成本，低复杂度，低功耗，低数据速率，低成本无线网络技术，是无线标记技术和蓝牙技术之间的技术方案。主要用于短距离无线连接。 它是基于802.15.4标准，在数千个微小的传感器之间协调实现通信。 这些传感器需要非常低的功耗，并且通过无线电波将数据从一个传感器传输到另一个传感器，因此效率非常高，优势极大。

一、需求分析

  首先是终端节点，功能有：采集信息发送给协调器、接收协调器的控制信息对控制模块进行操作
  其次是协调器节点，功能有：串口发送收到的信息、反向发送控制信息

系统总体架构图

二、模块分析

 终端节点
  传感器部分：需要有空气温度、空气湿度、土壤湿度、光照强度传感器模块
  控制模块：遮光帘、水泵、透气扇（均为通过继电器控制）

 协调器节点
  串口发送信息给上位机

三、终端节点硬件设计

 空气温湿度模块
  大棚内温度直接影响植物的生长发育和产量。温度的监测可以帮助调节大棚的通风和加热设备，保持较为稳定的温度条件。湿度对植物的水分供给和蒸腾作用具有直接影响。湿度的监测可以通过湿度传感器进行实时检测，可以帮助调节大棚的灌溉和通风设备，维持适宜的湿度条件。因此设计温湿度模块对于大棚来说是非常必要的。
  DHT11是一款有已校准数字信号输出的温湿度传感器。 其精度湿度±5%RH， 温度±2℃，量程湿度5~95%RH， 温度-20~+60℃。具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。同时由于CC2530的引脚紧张，而DHT11仅占用一个引脚。因此大棚空气温湿度选用DHT11模块来检测。
  模块实物如下图：（不同的DHT11均可，这里仅选手头的一款）

   其中DATA接P0.6口，具体的电路设计如下图：

   

 土壤湿度模块
  土壤湿度对大棚中农作物有着较大的影响。土壤湿度过低，形成土壤干旱，光合作用不能正常进行，降低作物的产量和品质；严重缺水导致作 物凋萎和死亡。土壤湿度过高，恶化土壤通气性，影响土壤微生物的活动，使作物根系的呼吸、生长等生命活动受 到阻碍。根系缺氧、窒息、最后死亡。因此，实时监测土壤的湿度，并且对其做出控制很有必要。
  土壤湿度传感器并无固定型号，但是由于CC2530通用IO口较为紧张，因此笔者选用了一款有模拟信号输出传感器模块，仅仅占用一个引脚。如图：

  CC2530的AD转换在P0口，所以该模块的模拟电压接入P0.0口
  具体的电路设计如下图：

 
 

 光照强度模块
  “万物生长靠太阳”,进行大棚种植,光照的作用更是不可忽视。实时监测光照的强度，当光照强度过强关闭遮光帘，反之则打开遮光帘。
  BH1750是IIC通信16位数字光强传感器，它的识别范围从1lx - 65535lx，范围大，分辨率高，价格低。因此采用BH1750模块监测光强，如下图所示。

  将SCL与SDA分别接入P0.4、P0.5口，ADDR接地。
  具体的电路设计如下图：

 
 

四、软件代码

终端节点采集传感器信息并发送主要代码（为了使得文章精简，省去iic.c、DHT11.c、BH1750.c等等自定义函数展示，但是在文件中都有）

    // 获取mac地址 赋值给待发送信息
    osal_memcpy(MACAddr , NLME_GetExtAddr() , 8);
    for(i = 0;i<8;i++)
    {
   
      buf[i]=MACAddr[i];
    }
    //温度检测   
    DHT11();
    buf[8]=wendu_shi+48;
    buf[