臺灣博碩士論文加值系統

摘要

近年來氣候不斷的劇烈變化進而影響農業方面的生產，為了能抵擋狂風暴雨的侵襲增加產量，因此溫室養殖技術漸漸的取代傳統平面化養殖，且利用的環控設備達到調整作物產期、穩定產量及品質的目的。此外，由於農業從業人員的不足，利用資訊自動化系統進行溫室的環境控制更可以大幅提升生產的效率，減輕人力的負擔。
本系統將ZigBee無線通訊技術運用於溫室訊號傳輸上，藉由ZigBee的無線傳輸且低耗電及易開發等優點，免去傳統PLC裝機成本高、接點多、體積大、配電及控制線路多等缺點。再搭配由溫、濕、照度、多種感測器組合而成的感測器模組，經由感測器偵測環境因素再將其數值化並且經由ZigBee回傳於中央電腦進行儲存。
隨著網路的普遍化幾乎隨時隨地都能上網，為了能在任何地方了解溫室先前以及目前環境數值，本系統將搭配網路將所收集到的資料上傳於網路空間，並且設計一入口網站，未來只要在任何能上網的地方經由入口網站就可以及時了解溫室內的環境狀況。
本系統還將溫室內部相關設備如植床、人工光源、灑水設備等進行探討且運用於溫室設計內並實際測試其可行性。

In recent years climate unceasing fierce change then influence agriculture aspect production, for can resist the violent storm the attack the gain in yield, therefore greenhouse cultivation technology substitution tradition complanation cultivation gradually, and the use link controls the equipment to achieve the adjustment crops childbirth time, the constant rate of production and the quality goal. In addition, as a result of the agriculture jobholders' insufficiency, carries on the greenhouse using the information automated system the environmental control to be possible to promote the production largely the efficiency, reduces the manpower the burden. This system utilizes the ZigBee wireless mechanics of communication in the greenhouse signal transmission, because of ZigBee wireless transmission, and the low consumption electricity and easy to develop and so on merits, the exemption tradition PLC installing equipment cost high, contacts, the volume to be big much, power distribution and control wiring many and so on shortcomings. Again matching the sensory element mold train which by warm, wet, the degree of illumination, many kinds of sensory element combinations becomes, by way of sensory element detection environmental factor again its numerical, and carries on the storage by way of the ZigBee feedback in the central computer. Can access the net nearly anytime and anywhere along with network's generalization, for can in any place understand that the greenhouse formerly as well as the present environment value, this system will match the material upload which the network will collect in the network space, and designs an entrance website, in the future the place which, in any can access the net so long as may understand in the greenhouse promptly by way of the entrance website the environmental aspect. This system also the greenhouse interior related equipment like seedbed, the artificial photo source, the water equipment and so on carries on discusses and utilizes in the greenhouse planning and actual tests its feasibility.

目錄
封面內頁
審定書
摘要 I
致謝 II
目錄 III
圖目錄 V
表目錄 VI
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機 3
1.3 研究步驟 7
第二章 相關文獻探討 10
2.1 微環境對植物的影響 10
2.1.1 溫度 11
2.1.2 濕度 11
2.1.3 照度 12
2.2 Zigbee無線傳輸 13
2.2.1 Zigbee通訊原理與應用 14
2.2.2 IEEE 802.15.4標準 / ZigBee 協定規範 18
2.2.3 短距離無線傳輸技術比較 23
2.3 植床與灌溉系統 24
2.3.2植床的改良 25
2.3.2灌溉系統的研發 27
2.4 人造光源的應用 29
2.4.1發光二極體原理 30
2.4.2冷陰極燈管(CCFL) 31
2.4.3光對植物的影響 31
第三章　　研究方法 33
3.1 遠端監測系統 33
3.1.1系統架構 33
3.1.2 ZigBee無線傳輸系統 35
3.2 感測器製作與植床灌溉系統改良 36
3.2.1植床設計與改良 37
3.2.2人工光源實際應用 40
3.2.3噴霧式灑水系統的研發 41
3.2.4感測器製作 44
第四章 結果與討論 53
4.1 Zigbee模組實測 54
4.1.1感測器模組實做結果 54
4.1.2感測器實際進行測試 55
4.1.3資料庫系統實做與結果 55
4.2 遠端監測系統實測 59
第五章 結論 62
參考文獻 66

圖目錄
圖 1.1 99年2月底國內3G行動電話用戶統計 5
圖 2.1 ZigBee網路拓墣架構 14
圖 2.2 訊號轉換傳輸 16
圖 2.3 數位訊號調變方塊圖 18
圖 2.4 Zigbee的ISO-OSI架構 19
圖 2.5 CSMA-CA兩點涵蓋範圍中的衝突點 22
圖 2.6 802.15.4/ZigBee 無線感測網路的應用領域 24
圖 2.7 穴盤種類 25
圖 2.8 滴管管線分佈 28
圖 2.9 滴管管線分佈 28
圖 3.1 無線溫室環境監測系統架構 34
圖 3.2 ZigBee發送器 36
圖 3.3 接收端系統閘道器(GateWay) 36
圖 3.13 植床結構設計 38
圖 3.14 三角形立體式植床結構 39
圖 3.15 三角形立體式植床結構 40
圖 3.16 U型冷陰極燈管 41
圖 3.17 LED燈管實際應用 41
圖 3.18 溫室供水系統圖 43
圖 3.19 微霧器實際運作情形 44
圖 3.20 AD590 TO-52 封裝外觀 45
圖 3.21 溫度感測電路圖 46
圖 3.22 AD590於恆溫下對溫度進行感測 47
圖 3.23 溫度與AD590所個別量測的平均值之關係曲線 49
圖 3.24 HMZ-433BY接腳如圖 51
圖 3.25 照度sensor照度量測圖 52
圖 4.1 感測器模組實際完成圖 54
圖 4.2 感測器模組實際於工研院植物箱進行感測 55
圖 4.3 資料庫系統開啟後畫面 57
圖 4.4 資料庫系統套入資料庫畫面 58
圖 4.5 溫室環境監測實際網頁 59
圖 4.6 使用者溫室選擇畫面 60
圖 4.7 溫室環境即時環境數據監測畫面 61

表目錄

表一、PLC與ZigBee的比較 4
表二、蘭花以切花為例各階段生長環境 8
表三、 ZigBee及藍芽(BlueTooth)之比較 23
表四、各種植床的空間利用比例 27
表五、不同溫度下AD590所個別量測的值與平均值 48
表六、濕度與電壓的對照 50
表七、不同照度(Lux)所對應的值 52

參考文獻

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