实验三、农业大棚温度要素控制实验
实现温湿度传感器实时了解农业大棚温度，且执行机构对大棚温度调整；
了解移动互联网的基础知识；
了解传感器在场景是怎么工作的；
了解各类近场通信模块的运作方式；
指导视频
实验背景
温湿度传感器是指能将温度量和湿度量转换成容易被测量处理的电信号的设备或装置，常见应用于农业大棚、空调、机房环境监控等地方。
温湿度传感器的组成部分主要包括湿敏电容、感温元件和转换电路。湿敏材料是一种高分子聚合物，它的介电常数随着环境的相对湿度变化而变化，而温度部分采用铂电阻作为感 温元件,使产品具有响应速度快。当环境温度和湿度发生变化时，感温元件的电阻和湿敏元件的电容量随之发生改变，传感器的转换电路把感温软件和湿敏电容变化量转换成电压量变化，通过电压显示温湿度的变化。
图1.10.1 拓扑图
任务工单
实验规划
空调控制器通过控制总线连接到控制单元；控制单元和温湿度传感器以及ZigBee传输模块通过串行总线连接到微控制器；ZigBee传输模块通过ZigBee线缆连接到ZigBee网关；ZigBee网关通过网线连接到路由器；路由器通过网线连接到云端服务器，同时通过WiFi连接到手机。
参数规划如下：
| 手机 | 名称 | 参数值 | 路由器 | 名称 | 参数值 |
| WIFI接口设置 | SSID名 | comway | WIFI参数 | SSID名 | comway |
| 加密开关 | 开 | 加密开关 | 开 | ||
| 网络密钥 | 111 | 网络密钥 | 111 | ||
| 启用DHCP | 开 |
| 手机（A） | 名称 | 参数值 | 云端服务器（B） | 名称 | 参数值 |
| 设备信息 | SN码 | 自动生成 | 应用终端节点/0 | 应用终端类型 | 手机 |
| 注册信息 | 用户名 | 123 | SN码 | 与A一致 | |
| 密码 | 123 | 用户名 | 123 | ||
| 密码 | 123 |
| 云端服务器（A） | 名称 | 参数值 | 路由器(B) | 名称 | 参数值 |
| 设备信息 | SN码 | 自动生成 | 端口配置/0 | 端口模式 | untag |
| 硬件配置/网卡0/FE0 | IP地址 | 1.1.1.1 | 对端设备SN码 | 与A一致 | |
| 子网掩码 | 255.255.0.0 | IP地址 | 1.1.1.2 | ||
| 网关 | 1.1.1.2 | 子网掩码 | 255.255.0.0 |
| ZigBee网关(A) | 名称 | 参数值 | 路由器(B) | 名称 | 参数值 |
| 设备信息 | SN码 | 自动生成 | 端口配置/1 | 端口模式 | tag |
| 上行接口/FE接口 | 端口模式 | tag | 对端设备SN码 | 与A一致 | |
| IP地址 | 2.1.1.1 | IP地址 | 2.1.1.2 | ||
| 子网掩码 | 255.255.0.0 | 子网掩码 | 255.255.0.0 | ||
| 网关 | 2.1.1.2 | VLAN | 2 | ||
| VLAN | 2 |
| ZigBee传输模块(A) | 名称 | 参数值 | ZigBee网关(B) | 名称 | 参数值 |
| 设备信息 | SN码 | 自动生成 | ZigBee节点集/0 | SN码 | 与A一致 |
| 传输参数 | 网络拓扑 | 点对点 | 节点地址 | A1-B1-C1-D1 | |
| 节点类型 | 终端设备 | ZigBee节点集/0/传输参数 | 网络拓扑 | 点对点 | |
| 节点地址 | A1-B1-C1-D1 | 节点类型 | 网关设备 | ||
| 信道 | 随机 | 信道 | 随机 | ||
| 重启自动加入网络 | 是 | 重启自动加入网络 | 是 | ||
| 加密开关 | 开 | 加密开关 | 开 | ||
| 网络密钥 | 111 | 网络密钥 | 111 |
| ZigBee传输模块(A) | 名称 | 参数值 | 微控制器(B) | 名称 | 参数值 |
| 设备信息 | SN码 | 自动生成 | 传输单元/0 | 传输单元SN码 | 与A一致 |
| 传输参数 | 总线类型 | UART | 总线类型 | UART | |
| 总线速率 | 240 | 总线速率 | 240 |
| 温湿度传感器(A) | 名称 | 参数值 | 微控制器(B) | 名称 | 参数值 |
| 设备信息 | SN码 | 自动生成 | 传感单元/0 | 设备SN码 | 与A一致 |
| 参数信息 | 总线类型 | UART | 传输速率 | 240 | |
| 总线速率 | 1024 |
| 控制单元 (A) | 名称 | 参数值 | 微控制器(B) | 名称 | 参数值 |
| 设备信息 | SN码 | 自动生成 | 控制单元/0 | 设备SN码 | 与A一致 |
| 传输参数 | 控制总线 | UART | 控制总线 | UART |
| 控制单元 (A) | 名称 | 参数值 | 空调控制器(B) | 名称 | 参数值 |
| 控制参数 | 传输速率 | 240 | 传输参数 | 传输速率 | 240 |
| 节点地址 | a1-b1-c1-d1 | 设备地址 | a1-b1-c1-d1 |
| 空调控制器（A） | 名称 | 参数值 | 云端服务器（B） | 名称 | 参数值 |
| 设备信息 | SN码 | 自动生成 | 控制器节点/0 | 设备SN码 | 与A一致 |
| 温湿度传感器（A） | 名称 | 参数值 | 云端服务器（B） | 名称 | 参数值 |
| 设备信息 | 设备类型 | 温湿度传感器 | 控制器节点/0 | 传感器类型 | 温湿度传感器 |
| SN码 | 自动生成 | 设备SN码 | 与A一致 |
实验步骤
首先需要进入系统调试中进行系统预算，此实验中在大棚设备中选择木材结构大棚，执行设备选择空调控制系统如图1.10.2所示。
农业智联设备选择温湿度传感器、ZigBee传输模块、ZigBee网关、控制单元、路由器、云端服务器、手机这些设备，如图1.10.3所示。
图1.10.2 大棚设备预算
图1.10.3农业智联设备预算
物理安装进入场景
图1.10.4 进入主场景
图1.10.5 选择大棚场景
图1.10.6 安装监控传感器设备
图1.10.7 连接执行机构
图1.10.8 进入研究院，找到机柜
图1.10.9 在机柜中安装通信设备
系统调试
在策略设计的环境数据中选择为夏天，如图所示：
图1.10.10 环境季节配置
图1.10.11 模式选择
对影响植物生长要素进行实验调研然后做出策略设计：
| 苗期 | 生长期 | 花期 | 果期 | |
| 温度 | 25 | 20 | 20 | 25 |
图1.10.12 策略设计
图1.10.13 策略设计
图1.10.14 策略设计
图1.10.15 策略设计
集中网管后对安装的设备进行数据配置（每一步操作都需要保存，以后的实验也是这样）
图1.10.16 手机WIFI接口配置
图1.10.17 手机注册信息配置
图1.10.18 路由器端口0配置
图1.10.19 路由器端口1配置
图1.10.20 路由器vlan参数配置
图1.10.21 路由器WIFI参数配置
图1.10.22 云端服务器硬件FE0配置
图1.10.23 云端服务器传感器节点配置
图1.10.24 云端服务武器应用终端节点集配置
图1.10.25 云端服务器控制节点集配置
图1.10.26 ZigBee网关上行接口FE接口配置
图1.10.27 ZigBee网关节点集配置
图1.10.28 ZigBee网关节点集传输参数配置
图1.10.29 ZigBee传输模块传输参数配
图1.10.30 微控制器传输单元配置
图1.10.31 微控制器控制单元配置
图1.10.32 微控制器传感单元配置
图1.10.33 控制单元传输参数配置
图1.10.34 控制单元控制参数配置
图1.10.35 温湿度传感器参数信息配置
图1.10.36 空调控制器传输参数配置
完成设备安装和数据参数配置后进行系统自检，无误则点击系统开启。
结果验证
验证传感器是否进行数据采集
图1.10.37 传感器采集数据
图1.10.38 执行机构工作
总结
本次实验通过温湿度传感器注册到云端服务器以及结合近场通信技术，使用了ZigBee模块，实现对大棚内的温度范围的监测与控制，从而让作物有更好的生长环境。
