温室大棚种植技术在如今的设施农业上应用越来越广泛。合理的温室环境使作物正常生长,根据采集到的温室中的环境因素,建立作物的生长模型,对农作物的生长周期得出一个完整且准确的数据方案,是目前温室大棚智能化发展的一个重要趋势。以往的温室内环境因素的监测主要依靠人工的方式进行手动采集,随着传感器技术的发展,智能化的温室设备也应运而生,在温室建造时采用提前布线的方式对各种传感器设备供电,但是在成本和后期扩展上需要的成本较高,容易受到外界的干扰,设备的供电问题无法得到有效解决。针对目前国内外温室监控系统发展现状以及存在的问题,本文开发设计了基于能量自收集WSN节点的温室大棚环境监控系统。重点设计了基于Zigbee协议的底层硬件系统、能量自收集供电模块、云端服务器设计和Android手机app应用程序,手机应用能够实时显示温室内部环境因素并对各个环境因素做出长期图形化管理曲线,方便用户对农作物生长环境进行有效管理。本文主要进行了如下几方面的工作:(1)研究了Zigbee无线网络协议,在此基础上根据协议中角色的不同设计不同的电路,设计传感器数据采集端和协调器数据汇总端。围绕CC2530芯片作为硬件电路的控制器进行电路设计,包括各个不同传感器收集电路、CC2530MCU核心控制电路、协调器供电模块电路以及GPRS/3G通信单元电路。(2)为了解决传感器数据采集端无法持久供电的问题,研究了目前主流的能量自收集技术,设计和开发能量自收集太阳能供电模块。采用新型电源管理芯片Bq25570作为微能量采集器,设计外围控制电路,收集环境中微弱的太阳能为采集端提供电能,实现了节点的能量自供应,保证其能长期有效的工作。(3)设计并开发了云端服务器系统。云端服务器是底层硬件系统与Android手机应用间数据交互的“桥梁”。数据的云端汇总处理以及数据的持久化处理均在服务器中进行。完成了数据集约化管理和数据库设计,主要包括底层硬件数据的接收解析以及为客户端应用提供数据来源。(4)设计和实现了Android节点信息化管理app:结合系统开发需求,将Android应用设计分为各种不同的功能模块,开发包括网络通信服务模块、环境数据本地数据库管理模块、用户系统管理模块以及各个节点数据图表化模块和阀值溢出报警模块。以分层的架构模式进行自下而上开发,并对节点采集的数据进行测试和比对。本文所设计的基于能量自收集WSN节点的温室大棚环境监控系统,经过测试,能量采集模块收集的微能量能够为传感器采集端提供持久性供电,硬件电路采用的Zigbee无线传感网络设计实现了采集模式的新突破,同时设计开发的Android端管理app能够让用户随时随地的进行温室环境的调控和管理,并能够对环境报警信息做出灵敏的报警反应,真正实现实时温室监控的理念。