在农业经济中,农业大棚主要是向人们提供反时节的蔬菜与水果,其经济效益很好。但是大棚农作物对环境要求很高,合适的生长环境,会提高农作物收获的产量与质量。所以能否实时、高效、准确地获得农业大棚环境因子信息,为科学管理大棚提供数据支撑,从而达到提高农作物产量、节省人力精力、提高准确生产,增加农作物收益,有着极为长远的研究意义。本课题以无线传感网络为通信基础,以ZigBee技术为实现手段,针对实际大棚环境的要求,设计了一种低功耗,高性能的无线大棚环境监控系统,所做工作和创新点如下:1.根据设计功能需求,构建了以ZigBee通信网络、主控单元STM32F103VB T6、4G模块和远程终端等为主要部件构建的无线传感网农业大棚数据采集硬件系统。详细介绍了传感器的选型和硬件电路的设计。考虑到实际中大棚的地理环境位置,提出使用以太阳能电池作为主要电源,电池为辅的供电方案。2.介绍了软件编译环境IAR;各类采集传感器和4G模块和远程服务终端的软件实现及代码编写。在此过程中为了降低噪声的干扰和节点发送数据功耗,提出了卡尔曼滤波算法用于对传输数据的处理,并在MATLAB环境下,对提出的算法实现效果进行了仿真。3.对系统进行运行测试及调试。经运行测试,系统网络通信畅通、工作稳定,能够实现对多参数大棚农作物信息监测和实时传输,满足低功耗和高精度的需求。本设计能准确、有效地实现对大棚的温湿度、光照和CO2浓度等环境信息的检测与控制,具有一定的实际意义。