基于ZigBee的智慧农业监控系统的设计与实现-彭国龙

摘要众所周知，我国是一个农业大国，但是由于我国各个地域的环境、温湿度和气候都有所差异，因此传统农业已经满足不了当下农业的生产要求，因此，实现传统农业向现代农业发展转变是如今我国农业发展的必然趋势。然而ZigBee技术的出现,实现了高效率大范围的数据信息的采集，还有高效率的数据传输和分析，因此本论文为了提高农业生产的效率，保证农作物的生长，减轻人工劳动量，发展智能化农业，然而设计了一种基于ZigBee无线传感器网络的智慧农业监控系统，采用检测温度、湿度、光线等等的传感器对农业的空气温度、光照强度、土壤温湿度等等数据信息的采集、传输和处理，并且可以在上位机和屏幕上同时显示各个参数的数据，还可以在上位机设置控制的参数数值范围，从而实现对农业的精确性、实时性和可靠性监控。关键词：ZigBee;智能农业；传感器；数据传输

AbstractFromancienttimestothepresent,itiswellknownthatChinaisabigagriculturalcountry,butduetodifferencesintheenvironment,temperature,humidityandclimateofvariousregionsinChina,traditionalagriculturecannolongermeetthecurrentagriculturalproductionrequirements.Therefore,thetransformationoftraditionalagriculturetomodernagriculturehasbeenrealized.ItisaninevitabletrendofChina'sagriculturaldevelopment.However,theemergenceofZigBeetechnologyhasrealizedthecollectionofhigh-efficiencyandlarge-scaledatainformation,aswellashigh-efficiencydatatransmissionandanalysis.Intelligent,butdesignedasmartagriculturalmonitoringsystembasedonZigBeewirelesssensornetwork,usingsensorsthatdetecttemperature,humidity,light,etc.tocollectagriculturalairtemperature,lightintensity,soiltemperatureandhumidity,etc.datainformation,Transmissionandprocessing,andcandisplaythedataofeachparameteronthehostcomputerandthescreenatthesametime,andcanalsosettheparametervaluerangeofthecontrolonthehostcomputer,soastorealizetheaccuracy,real-timeandreliabilitymonitoringofagriculture.Keywords：ZigBee;Intelligentagriculture;Thesensor;Thedatatransfer

目录第一章绪论11.1研究背景目的和意义11.2国内外研究现状11.3论文总体结构2第二章系统功能设计方案32.1系统需求分析32.2系统功能分析32.3系统方案设计32.3.1ZigBee无线技术42.3.2ZigBee芯片52.3.3温度传感器62.3.4光敏电阻传感器72.3.5土壤湿度传感器82.3.6其他器件92.4本章小节11第三章系统硬件设计123.1硬件开发环境123.2硬件模块原理图设计123.2.1电源输入电路133.2.2电源稳压模块133.2.3CC2530模块143.2.4LED指示灯143.2.5接口电路153.2.6驱动电路173.2.7传感器模块183.2.8按键模块19第四章系统软件设计204.1下位机软件设计204.2上位机软件设计214.3系统模块实现234.3.1串口组件的初始化234.3.2串口组件的检测234.3.3串口组件的按键实现244.3.4串口组件发送函数244.3.5串口接受处理函数244.3.6串口计数函数254.3.7串口更新函数254.3.8上位机界面函数254.3.9上位机命令声明26第五章系统测试结果分析27第六章总结与愿望29参开文献30致谢广东东软学院本科生毕业论文(论文)绪论研究背景目的和意义众所周知，我国农业生产一直是我国第一大支柱产业，截止到2019年，我国的耕地面积达到138万平方公里，占全世界的8.80%。随着物联网等高新技术的蓬勃发展，我国农业从最初的原始生态农业发展到了传统农业，然而近几年智能时代的飞速发展，我国传统农业也正在加快向现代农业转型，智慧农业将成为现代农业未来发展的趋势。然而我国各地域都有环境气候的差异，季候的过渡变化也对农作物的生长有很大影响，传统农业需要消耗大量的劳动力，因此为了提高农业生产的效率，保证农作物不受环境气候影响正常生长，减轻人工劳动量，本文设计了一种基于ZigBee无线传感器网络的智慧农业监控系统，采用温度、湿度、光线传感器等等系统实现了对农作物的空气温度、光照强度、土壤温湿度等等数据信息的采集、传输和处理，实现对农业的智能化监控处理。以下为本系统的主要特点特征：精确性：通过传感器对农作物的空气温度、光照、土壤湿度等等进行数据信息采集，并且对数据进行多次测定,观察测定数值的变化程度，数值结果的精密度越高，表现了测定的重复性和再现性，实现对农作物生产的精确数据处理。实时性：24小时不停歇地对农作物进行监控，在某个时刻或某个时间内搜集农业外部环境信息，并及时作出检测处理。高效性：在如今物联网技术和高新技术的飞速发展下，智慧农业监控系统更能对农业进行高效率地监测处理，使农作物提高质量和产量。减轻农业人员劳动力。1.2国内外研究现状上下五千年，中华文明源远流长，我国是一个历史悠久的发展大国，早在两千多年前，我国就有蔬菜和花卉等等的温室栽培技术。而且在20世纪30年代，我国再冬季时，某些地区已经利用“日光温室”生产新鲜的蔬菜。但是当时的这种技术只能维持某些水果和蔬菜的生长，具有局限性。然而在20世纪80年代，我国技术人员从外国发达国家温室控制技术上吸收经验，并在人工气候室中掌握了微机控制技术。90年代末，我国开发了一种综合性极强的蔬菜温室监测系统。目前，我国的智能农业自动化技术已经得到了很大的发展。截止如今，大部分中国人都还不清楚国外对温室环境控制技术的研究是否较早并且发展很迅速。早再1970年代，他们就开始使用模拟仪表盘来收集农业信息并对其数据进行记录和控制。然而在1980年代后期，其发明了分布式控制系统。在1990年代，在多因子环境控制系统中，采用模式控制等先进技术对农业进行自动化控制。目前，世界各国的温室控制技术也发展迅速，多因子综合控制系统不断完善，逐渐向自动化发展。1.3论文总体结构本系统将采用普遍性最高的计算机编程C语言和开发性极强的C#语言，基于C语言，结合ZigBee无线传感网络技术，选择常用的协议栈Zstack-CC2530，运用CH340SER上位机进行记录处理数据，减轻系统所占用的资源，实现开开发的效率化。本论文的智慧弄姑爷监控系统将分为6章，下列为论文中各章节的主要内容概述。第一章节为论文的绪论，简要阐述了智慧农业监控系统的研究目的背景、意义和国内外就研究现状，以及本论文的大概总体结构叙述。第二章节为系统方案设计，主要阐述了本系统所采用的相关技术，以及对这些技术框架进行介绍选择。第三章节为系统的硬件设计，通过硬件PCB原理图设计，分析说明各个硬件模块的功能结构设计。第四章节为系统的软件设计，主要分析上位机和下位机软件代码的实现，对各种驱动进行解释说明。第五章节为系统的测试与分析，主要叙述了各个模块的实现和运行测试，以及总体测试运行的结果分析。第六章节为本系统的总体概述与愿景，也是本文的结尾。本章主要对全文进行总结，并展望了未来的系统优化。。

系统功能方案设计2.1系统需求分析针对第一章节对智慧农业监控系统的目的意义和发展现状，将做出以下2.2小姐的功能设计。由于功能设计在项目研发中起到了主导性的作用。是项目产品的标志，因此本系统的功能设计是该系统设计必不可少的一部分，也是项目产品最终的测试是否达到理想预期效果的标准。因此本节主要提出无线控制功能、水泵自动控制功能、风扇自动控制功能等功能。2.2系统功能设计无线控制功能可以实现无线控制端对农作物错所处环境的光照强度、温度、土壤湿度进行模式控制、手动控制等等功能。因此无线控制功能，选取ZigBeeCC2530，采用光敏电阻5516传感器对所处环境的光照进行采集与处理。其中采集环境中温度的时候，采用温度传感器DS1820，实时地采集和处理，并在温度过高时启动风扇降温。然而，水泵自动控制功能，通过YL-69土壤湿度传感器对农产品所在的土壤湿度进行检测，当湿度低于阈值时，启动水泵往土壤里注水。然而，除了自动控制模式外，还有手动控制功能，可以手动开启关闭水泵和风扇。除此之外，还可以通过上位机对温度、土壤湿度、光照的阈值进行修改，切换自动模式和手动模式，也可以通过下位机ZigBee协调器进行按键修改切换自动和手动，以及阈值数据。2.3系统方案设计本系统总体设计方案如图2.1所示，主要分为三个部分：ZigBee终端、ZigBee协调器和上位机，如图左半部分为ZigBee终端部分，包含光敏电阻传感器、温度传感器、土壤湿度传感器、水泵和风扇，而ZigBee协调器终端包括了功能OLED屏幕和控制按键。然而ZigBee终端和ZigBee协调器之间是采用ZigBee无线通信连接。图2.1系统方案图2.3.1ZigBee无线技术众所周知，随着如今智能无线时代的飞速发展，WiFi、蓝牙、ZigBee等等的无线通信技术已经融入了我们，是生活中不可缺少的一部分。WiFi无线技术在当今社会，主要用于无线局域网的建立与路由功能，其具有高速、覆盖范围广、支持多个用户同时使用的特点。因此，其功耗是非常大的，而且WiFi的软件实现难度较高、系统成本较高，因此不采用WiFi作为智慧农业监控系统的无线技术。蓝牙技术是一种无线数据和语音通信开放的技术，因此它可以使一些便捷的移动设备和计算机设备直接连接到Internet，并且可以无线访问互联网。然而当前蓝牙5.0已经开发，但是由于其主要用于近距离低功耗的传输、如可穿蓝牙手表、蓝牙耳机等应用。因此蓝牙主要适用于短距离数据传输，对于智慧农业监控系统而言，距离至少需要覆盖个生态园或者农场中，所以蓝牙距离受限，无法作为智慧农业监控系统的无线传输技术。ZigBee技术是一种专门为智能而设计的无线通信技术，它可以在2.4GHz(全球流行)、868MHz(欧洲流行)和915MHz(美国流行)3个频段上工作,最高的传输速率250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s，其传输距离在10-75m的范围内,但可以继续增加。除此之外，ZigBee还具有无线技术中还具有低功耗、成本低、网络容量大等等特点，还具有CSMA.CA载波侦听、冲突检测技术。因此通过这些技术可以实现MAC层的数据重发，从而保证无线数据不会因冲突而丢失，因此这特别适合作为控制领域的无线协议。然而，ZigBee无线协议还可以实现自动网络构建的功能，其ZigBee网络中存在一个ZigBee主机，也叫ZigBee协调器。该设备可以将其他两个设备连接起来，即ZigBee终端和上位机，并和这些设备进行无线通信。因此可以通过上位机控制整个生态园或农场的蔬果生长。2.3.2ZigBee芯片图2.2CC2530芯片ZigBee是一种稳定的无线协议，目前已有很多类型的芯片对该协议支持使用，其中较为常见的ZigBee型号主要有CC2430\CC2530等ZigBee集成芯片。CC系列主要为德州仪器TI公司设计生产的一种专门处理无线方案的片上集成芯片系列。CC2430是TI公司的第一代zigbee协议栈集成芯片，该芯片有点古老，仅支持64K的ROM程序空间以及1K的RAM随机存取空间，对于当前较为完善的zigbee协议栈而言，程序空间和随机存取空间需求较大，CC2430已无法满足。因而CC2430不具备选型条件。作为第二代Zigbee集成芯片，CC2530结合了先进的射频收发器的卓越性能，行业标准的增强型8051CPU，系统内可编程闪存，因此考虑到智慧农业监控系统的稳定性，CC2530更适合ZigBee主控芯片。2.3.3温度传感器图2.3DS18B20温度传感器温度传感器是一种可以感受温度并将其转换为可用输出信号的传感器，根据其功能特点不同，主要分为模拟型温度传感器和数字型温度传感器。模拟型温度传感器的原理通常是使用热敏电阻作为温度传感器，然后再通过电阻分压来获得温度的大致范围，但它一般适用于一些对温度精确度要求不高的应用设备。然而数字型温度传感器则通过温度传感器内部集成的数字电路将温度数据处理，并通过驱动传感器由MCU获取温度信息，数字型温度传感器的精确度较高。除此之外，因为农产品的生长对温度精度要求很高，所以选用数字型温度传感器作为本系统的温度采集模块。本智慧农业监控系统选取型号为DS12B20的数字温度传感器，其可以满足一般智慧农业监控系统对环境温度的采集和处理。2.3.4光敏电阻传感器图2.4光敏传感器光敏传感器是最常见的传感器之一，它的种类繁多，例如红外线传感器、紫外线传感器、光敏电阻等。光电电池原理是基于外光电效应，主要分为三个部分：真空管、光电阴极K和光电阳极A，但是真空光电电池受照光通量不大，仅适用于低强度的检测以及光子初始速度分布的测量。红外传感器是一种使用红外来处理数据的传感器，而且它可以在不接触的情况下测量温度。例如，它使用热图像来长距离测量人体温度，但是热模型的灵敏度低，响应速度慢，必须冷却量子模型并且波长依赖性太高。紫外线传感器是通过光伏模式和光导模式将紫外线信号转换为可测量的电信号，然而可见光盲只对紫外线响应，屏蔽可见光，太阳光盲仅对UVC波段的紫外线响应，屏蔽UVA、UVB。而光敏电阻的工作原理是内光电效应，属于半导体光敏器件，其具有灵敏度高和反应速度快的特点，还能保持极强的稳定性和可靠性，然而光敏电阻5516在Φ5系列中功耗最低，效率最高，因此选取光敏电阻5516作为采集光照得光敏传感器。2.3.5土壤湿度传感器图2.5土壤湿度传感器土壤湿度传感器主要是用来测量土壤的湿度，其原理是采用FDR频域反射原理，如今应用于林业防护和农业灌溉。通常，土壤湿度传感器可分为三种类型：电容型、电阻型和离子型。但是，电容型湿度传感器由于感应相对湿度范围大，结构简单，形式等效，，生产工艺容易，因此采用以梳状铝电极结构的YL-69土壤湿度传感器，成本低廉，功能齐全，可以与其他器件和芯片封装在一起，更好地发挥其性能，从而对土壤的表层和深层进行测量，获取到土壤的湿度含水量，精确地采集和处理。2.3.6其他器件水泵图2.6水泵本系统选取的是一种2.5-6V的微型小水泵，成本较低，而且功能稳定性高。风扇图2.7风扇本系统选取CJY4010的微型散热风扇，成本较低，而且实现风速较快稳定。CH340图2.8CH340本系统选取CH340的USB转接芯片，通过安装CH340SER驱动对协调器进行USB转串口，进行串口操作。而且CH340在Windows操作系统下的串口应用程序下完全兼容。USB数据线图2.9USB数据线本系统选取一种安装USB数据线，传输稳定、工艺简单，用来连接ZigBee主控板与电脑连接，从而供电使用。屏幕图2.10OLED屏幕本系统选取128*64的0.96寸OLED显示屏，可3.3V/5V供电，工艺简单，造价便宜焊接方便，显示文字采用黑底白字，因为省电，还可以有效防止CROSSTALK现象。2.4本章小节本章节主要介绍了本智慧农业监控系统的功能需求分析，以及根据其功能进行系统实现的方案，还有根据制定的系统方案对硬件进行选型以及指定。系统硬件设计3.1硬件开发环境在多数的硬件开始过程中，包括硬件电路的设计，电路原理图、PCB图以及实物元器件的焊接测试等等。本次设计采用了电路绘图软件AltiumDesigned10作为硬件开发环境软件.AltiumDesigned10是一款效率极高的电路制图软件，也是当今硬件开发使用量最多的电路制图软件。主要是原理图通过网络表相连，使用连线将若干个元器件连接起来，原理图连接绘制完后，选择正确的元器件封装，然后，将原理图导入到PCB图中，然后绘制PCB。根据每个组件连接的虚线，执行电路的PCB布线。这样，我们就可以完美地整合原理图设计，电路仿真，PCB绘图和编辑，拓扑逻辑自动布线，信号完整性分析以及设计输出等技术，从而大大提高了硬件电路设计的效率。3.2硬件模块原理图设计图3.1系统总体电路图本硬件设计采用模块化的方式进行绘制。其中包含电源输入电路、电源稳压模块、CC2530系统模块、LED指示灯模块、CCDEBUG下载口模块、UART串口模块、DS18B20温度传感器模块、OLED屏幕模块、土壤湿度传感器模块、光线传感器模块、按键模块、水泵驱动模块、风扇驱动模块。以下是对各模块的原理图进行设计和介绍。3.2.1电源输入电路图3.2电源输入电路如图3.2所示为电源输入电路，然而图中的USB口电压为5V，C1为电容，对整个电源进行供电，以及起到稳定电源的作用。D1为二极管1N5819，其最大可通过1A电流，在此电路的作用是防止UART接口接反导致短路，保护AMS1117分支电路。PWR为LED电源指示灯，R10电阻的阻值为10K欧姆，起到了限流的作用，当USB有有输入时，电流通过电阻R10将其点亮。3.2.2电源稳压模块图3.3AMS1117电源稳压如图3.3所示，本系统采用的是AMS1117，这是一种用于电源电压转换的芯片，可输入范围为1.2V-4.2V，稳定输出电压为3.3V，最高输出电流为1A，C3和C5都是电容，用来电路的稳压和抗外界干扰，然而电容对电源的作用非常重要，可以起到储能的效果却能够起到稳压、滤波的作用。由图3.2可知，C3并于AMS1117的输入端，可以对电源的输入起到稳压作用，然而输出3.3V电压后，再通过一个C2标称值为106的电容进行稳压，为后续使用3.3V电压的器和电路起到保护作用。3.2.3CC2530模块图3.4CC2530系统如图3.4所示是CC2530F256最小系统，P0口由电阻上拉到3V3电源，这样有助于增强P0口的低电平读取，增强其稳定性。CC2530F256内部具有256KB的ROM以及8K的RAM，这样只需要再VCC脚与GND叫之间加入2.8V~3.6V电压，即可正常工作。因此再芯片VCC输入端接入一个C0标称值为104的电容，这样有耦合的效果，也起到抗电源干扰的作用。3.2.4LED指示灯图3.5LED指示灯LED指示灯的作用有很多，在不同的部位，所实现的作用就不一样。在调试程序的时候，LED灯可以发现很多问题，例如通过LED的频闪和灭亮来验证程序是否正常和配置是否正确。然而如图3.5所示，将一个限流电阻与LED等进行上拉，当正极的电压大于负极的电压时，LED即可导通发光。3.2.5接口电路图3.6CCDEBUG下载口图3.7UART串口图3.8DHT11接口图3.9OLED屏幕接口图3.6-3.9为接口电路，分别是CCDEBUG接口、UART接口、DHT11温度传感器接口以及OLED屏幕接口，其中DHT11接口使用3.3V电压输入，其他则使用5V电压输入。DEBUG接口如图3.6所示，通过DEBUG口可实现CC2530的在线调试,以及仿真和相关程序的下载，因此其下载口用于烧写与调试程序。UART为同步或异步串口通信技术，它将要传输的资料在串行通信与并行通信之间加以转换。当今几乎所有的MCU都具有UART接口，其中RX为串行接收、TX为串行发送。如图3.7所示，通过该接口通常可实现人机交互，如串口数据打印，串口通信等。CC2530的UART用于串口调试，对此程序调试至关重要，因此选择UART接口。DHT11接口如图3.8所示，VCC外接3.3V的电压，GND口外接GND口，实现温度传感器的调试。如图3.9为OLED屏幕，采用的是SPI接口通信，SPI是一种串行外设接口，具有MOSI、CS、SCK等SPI的特性。因此本系统将使用SPI通信，显示屏刷新速度远超过I2C通信的屏幕。3.2.6驱动电路图3.10水泵驱动电路图3.11风扇驱动电路如图3.10和3.11所示，这都是三极管作为开关管的典型电路。三极管是NPN三极管，当在基极施加一个高电平，集电极和发射极之间变会导通，使负载元件与电源VCC和GND之间形成一个回路，这样就能导通负载元件，使其工作。当在基极施加一个低电平，则三极管工作在截止区，此时集电极和发射极之间不构成回路，即负载元件停止工作。3.2.7传感器模块图3.12土壤湿度传感器图3.13光线传感器如图3.12和3.13所示，输入电压都为3.3V，R13和R14得电阻阻值都为10K欧姆，在AD集成部分并且和一个压敏电阻串联，起到分压得作用。检测土壤湿度时，当湿度大（AC值小），OUT输出低电平，相反输出高电平。检测光照强度时，检测到的ADC值就是光敏电阻的分压值，如果光线暗，光敏的阻值大。分压就大，这样测得的ADC值比较大。反过来测到的ADC值就比较小。3.2.8按键模块图3.14拓展按键图3.15复位按键如图3.14和图3.15为拓展按键和复位按键，拓展按键一共有3个按键，按键使用得IO口P0_1,P0_4和P0_7。由于IO口具有上拉电阻的功能，并且按键一般采用低电平有效得方法。则按键的一端接IO口，另一端接GND即可实现按键按键的检测。然而本次CC2530的IO口默认开启上拉电阻的功能，因此选择低电平有效作为按键触发的条件。系统软件设计4.1下位机软件设计图4.1下位机程序设计下位机程序由两个部分组成，，分别是ZiBbee发射端和ZigBee接收端。ZiGBee使用的是zstack无线软件协议栈，然而无论是发射端还是接收端都是收发一体的，并且在ZigBee协议中，两者都需要无线数据的收发，从而来保持连接网络的通信。如图4.1左半部分所示，这是ZigBee接收端的设计部分，首先ZigBee接收端开启时，判断当时是手动模式还是自动模式，手动模式下，检测出温度、土壤湿度、光照后，手动开启水泵和风扇进行处理。自动模式下，ZigBee接收端驱动温度传感器获得温度值、土壤湿度传感器或者土壤湿度值、光线传感器获得光照值，当检测到环境的温度大于设定值，启动风扇进行降温；当检测到土壤的湿度低时，含水量较少时，启动水泵往土壤里注水，提高土壤的水分。执行完这些操作后，处理完无线部分的数据后，将水泵和风扇的状态传至ZigBee发射端，该反馈主要用于上位机的和ZigBee发射端对ZigBee接收端的状态值更新。除了自动模式外，ZigBee接收端还可以切换手动模式。在该模式下，可以手动修改温度、土壤湿度、光照的阈值范围，以及手动开启风扇和水泵对农业进行处理。如图4.2右半部分所示，发射端主要用于控制接收端上的传感器参数和模式。然而传感器系统和水泵、风扇都存在上位机的控制方式，而上位机的通信接口采用的是UART串口通信技术，，使得上位机发送指令给ZigBee发射端，ZigBee发射端收到上位机串口命令后，将命令转换为对应的无线数据再发送给ZigBee接收端。因此ZigBee发射端供电后，系统对硬件进行初始化，其包含CCDEBUG接口初始化、UART接口初始化、OLED屏幕接口初始化、zstack协议栈初始化。接着判断传感器参数是否触发，若触发则发送对应的键值到ZigBee接收端。然而若收到上位机的串口命令后，从而将对应的命令转换为键值发送给ZigBee接收端，以此进行无线循环，从而实现ZigBee发射端的控制功能和上位机的控制功能。4.2上位机软件设计图4.2上位机程序设计图4.3上位机程序界面下位机采用基于面向流程的程序设计，而上位机则不同，其作为电脑端的控制程序，是通过界面。然而上位机使用的C#语言实现，而下位机则使用C语言。上位机的设计主要包括两个方面，其分别是程序和界面，然而上位机的界面应该设置得简洁实用，这样可以给用户提供比较舒适得用户体验和操作。上位机得具体设计界面如图4.3所示，其中包括温度阈值、土壤湿度阈值、光线阈值三个参数的阈值设置键和六个参数填写的方框，以及查询三个参数阈值的按键。还有开启手泵、关闭水泵、开启风扇、关闭风扇四个切换键，以及自动模式和手动模式的切换设置键。还有五个显示温度、湿度、光线、联网、模式的窗口，通过这些串口可以实时地监测温度、湿度、光线的数据变化，以及联网状态和自动手动模式的切换情况。然而上位机除了界面的设计，还有上位机的软件设计，即程序的代码部分。具体的程序设计实现如图4.2所示。一开始打开上位机后，系统对窗体进行初始化，其主要作用是对串口组件进行初始化，然而如果收到串口数据，则判断是否是下位机发送的命令数据，如果是，窗体就更新其对应的参数值，然后就移除已经处理的串口储存部分，并继续判断接下来的部分串口数据执行，以此直到所有的命令数据处理完毕。此外，若上位机判断是否收到按键的发送，并根据键值所发送的数据，进行温度、湿度、光线等参数的设置以及模式的切换。最后，把所有命令保存并发送至下位机，从而完成上位机的控制和数据更新的部分。4.3系统模块实现4.3.1串口组件的初始化publicpartialclassFormMain:Form{/*@startSerialBase*********************************************/privateSerialPortsp=newSerialPort();//声明一个串口类privateboolisOpen=false;//打开串口标志位privateboolusart_closing=false;//是否正在关闭串口，Application.DoEvents,阻止再次进入invokeprivateboolusart_listening=false;//监听是否在执行串口invoke相关操作privateList<byte>buffer=newList<byte>(4096);//默认分配1页内存，并始终限制不允许超过privatelongSendCount=0;privatelongReceiveCount=0;//串口窗体初始化privatevoidSerialSettingInit()如上代码所示，开始时上位机对串口组件进行初始化，并且设置默认的串口参数，例如串口号、波特率等等，以及通过系统处理，上位机的缓存串口数据大小为4K字节。4.3.2串口组件的检测privateboolCheckPortSetting(){if(cboxCOM.Text.Trim()=="")returnfalse;if(cboxBaudRate.Text.Trim()=="")returnfalse;if(cboxDataBits.Text.Trim()=="")returnfalse;if(cboxParity.Text.Trim()=="")returnfalse;if(cboxStopBits.Text.Trim()=="")returnfalse;returntrue;}如上代码所示为上位机对串口组件初始化的检测，函数中运用到了布尔型常量，布尔型常量只包含两个值，分别是真和假。而在此程序中，运用布尔型常量检测串口参数的输入窗口，以及根据是否有输入参数，从而函数中返回一个布尔型常量。4.3.3串口组件的按键实现privatevoidbuttonOpen_Click(objectsender,EventArgse){if(isOpen==false){if(CheckPortSetting()){sp.PortName=cboxCOM.Text.Trim();//设置串口名sp.BaudRate=Convert.ToInt32(cboxBaudRate.Text.Trim());//设置串口的波特率floatf=Convert.ToSingle(cboxStopBits.Text.Trim());//设置停止位如上代码所示，当开启串口后，设置好串口名、波特率等等的配置参数，从而传送至串口组件，使得串口组件按键实现其功能。4.3.4串口组件发送函数privatevoidUartSend(Stringstr)privatevoidUartSend(byte[]buf,intlen)如上代码所示，是串口组件发送数据的模块，第一个函数是串口发送字符串，第二个是串口发送数组，通过定义一个UartSend()D的函数，用来发送串口组件数据，以及可以在发送串口命令的时候调用此函数。4.3.5串口接收处理函数privatevoidsp_DataReceived(objectsender,SerialDataReceivedEventArgse){if(usart_closing)//如果串口正在关闭，忽略操作，直接返回{return;}else{usart_listening=true;//执行Invoke开始，ui不可以关闭串口了}如上代码所示，是串口组件接受数据的模块，通过定义一个sp_DataReceived()的函数，以此用来将串口接受到的数据缓存到ReceivedDatabuf数组中。4.3.6串口计数函数privatevoidrefreshReceiveCount()privatevoidrefreshSendCount()privatevoidcountClear()如上代码所示，是串口组件更新计数模块，第一句是刷新计数函数，第二句是刷新发送计数函数，第三句是计数值清零函数，通过定义refreshReceiveCount()的函数，接受和发送的计数数据，以及计数值清零。4.3.7串口更新函数privatevoidlabSendCount_TextChanged(objectsender,EventArgse)privatevoidlabReiveCount_TextChanged(objectsender,EventArgse)如上代码所示，是串口计数更新模块，第一句是发送数据变化函数，第二句是接收数据变化函数，通过定义labSendCount_TextChanged()，更新数据计数，并且更新其显示的内容。4.3.8上位机界面函数//温度阀值stringsource=System.Text.Encoding.Default.GetString(buffer.ToArray());stringparam;intdataLen=getCommand(source,COM_TEMPERATURE_RANGE,outparam);//湿度阀值stringsource=System.Text.Encoding.Default.GetString(buffer.ToArray());stringparam;intdataLen=getCommand(source,COM_SOIL_RANGE,outparam);//光线阀值stringsource=System.Text.Encoding.Default.GetString(buffer.ToArray());stringparam;intdataLen=getCommand(source,COM_LIGHT_RANGE,outparam);如上代码所示，是上位机显示界面数据和更新数据模块，通过定义GetString()函数，把温度、湿度、光照的参数发送至上位机，在界面上显示，以及当收到串口相应的命令后，从而更新对应的数值。4.3.9上位机命令声明privateconststringCOM_MODE="mode=";privateconststringCOM_SWITCH1="switch1=";privateconststringCOM_SWITCH2="switch2=";privateconststringCOM_SWITCH3="switch3=";privateconststringCOM_LIGHT="light=";privateconststringCOM_SOIL="soil=";privateconststringCOM_TEMPERATURE="temperature=";privateconststringCOM_LINK="link=";privateconststringCOM_TEMPERATURE_RANGE="t_range=";privateconststringCOM_SOIL_RANGE="s_range=";privateconststringCOM_LIGHT_RANGE="l_range=";privateconststringCOM_TEMPERATURE_CHECK="t=";privateconststringCOM_SOIL_CHECK="s=";privateconststringCOM_LIGHT_CHECK="l=";如上代码所示，是上位机命令声明模块，以上都是上位机与下位机之间的通信协议，上位机通过发送命令至下位机，从而下位机执行命令操作。系统测试结果分析图5.1硬件整体实物图硬件整体的实物图连接如图5.1所示，各个部分的硬件功能测试都正常，然而整合起来，整体测试也正常运行。条件：(温度min)<温度<(温度max)表5-1温度测试记录表温度范围10℃15℃30℃14℃<x<20℃温度偏低，串口记录数据温度合适，串口记录数据温度偏高，串口记录数据条件：(湿度min)<湿度<(湿度max)表5-2土壤湿度测试记录表土壤湿度范围5%15%50%10%<x<50%土壤湿度偏低，串口记录数据土壤湿度合适，串口记录数据土壤湿度偏高，串口记录数据条件：(光线min)<光线<(光线max)表5-3光线强度测试记录表光线范围20%40%100%30%<x<90%光线偏弱，串口记录数据光线合适，串口记录数据光线偏强，串口记录数据如表5-1、表5-2和表5-3所示，为本智慧农业监控系统的温度、土壤湿度、光线强度等参数测试，并对实验测试结果进行分析和记录处理。表5-1中以温度作为自变量，分别对小于温度阈值、处于稳定阈值之间以及大于稳定阈值时的状态检测和处理，并且记录数据，结果当温度大于阈值时，启动风扇进行降温，手动模式时需手动开启，自动模式时则自动开启风扇，从而使温度回到阈值之间，风扇关闭。实现的功能与预期的一致，符合本系统设计的功能要求。表5-2中以土壤湿度为自变量，分别对小于湿度阈值、处于湿度阈值之间以及大于湿度阈值时的状态检测和处理，并且记录数据，结果当湿度小于阈值时，启动水泵对土壤进行注水，手动模式时需手动开启，从而使湿度回到阈值之间，水泵关闭。实现的功能与预期的一致，符合本系统设计的功能要求。表5-3以光线为自变量，分别对小于湿度阈值、处于湿度阈值之间以及大于湿度阈值时的状态检测和处理，并且记录数据。实现的功能与预期的一致，符合本系统设计的功能要求。总结与愿望本基于ZigBee的智慧农业监控系统主要是软硬件的功能实现，首先要规划搭建好整个系统的总体框架，首先根据自己的所学的知识和想法，对各个模块功能需求进行分析设计，设定好其功能之后，因为对硬件电路这方面的设计不是很了解，因此就花时间学习ZigBee单片机以及电路设计的原理，大概经过几周的时间，逐渐对ZigBee单片机的构建型号设计有了基础，从而开始电路原理图的绘制，以及实物元器件的焊接和调试。然而系统软件部分，主要是上位机和下位机的程序设计，系统功能的实现还有上位机的界面设计，为此特意学习了一部分C#。以及一些驱动的安装，基于一部分已经现有的代码，再加上一些新增功能，对之后的代码调试也是有一定的难度。然而此次的智慧农业控制系统设计是我在大学中比较难忘和具有代表性的设计，所涉及的专业知识比较广，软硬件紧密融合，对硬件电路的实践操作能力要求比较高，还有一些系统功能软件部分的实现Buff。在系统设计和具体实现的过程中，也遇到了很多难题，通过查阅资料和请教老师后，经过自己的思考总结，很多问题Buff都能迎刃而解。通过这次项目的设计，更加巩固了我的专业时间，提高了自己在实际项目中的实践能力，使我受益终身。最后，我将继续查缺查阅智能农业的最新技术方法，在此项目中的基础上进行系统的优化处理，使得成为一种可以在农业上帮助到我国农业发展的设备。参考文献[1]滕志军,何建强,李国强.基于ZigBee的智能农业管理系统设计[J].湖北农业科学,2013(03):194-197.[2]朱晓舒,时斌,齐亮,葛学峰.基于ZigBee技术的水质监测系统的设计与实现[J].南京师范大学学报(工程技术版),2012(02):75-79.[3]唐杰,边鹏飞,何志琴.基于无线传感网络的火警系统设计[J].科技视界,2015(22):126-127.[4]丁波.基于WebSocket协议的智能温室测控系统的设计与实现[J].中国优秀硕士学位论文全文数据库,2016(11):77-77.[5]周旭初.单片机无线抄表终端的计量设计与实现[J].数字技术与应用,2011(11):45-46.[6]李金雷,张馨,郑文刚,赵全明,田宏武,张石锐.设施农业低功耗手持信息采集系统研究[J].农机化研究,2015(06):231-234.[7]张震宇,余林,黄文庆,季于东,孙克仲.智慧农业物联网系统[J].物联网技术,2019(05):12-14.[8]甘露萍,谢守勇,杨艳.一种土壤湿度传感器的研制[J].农机化研究,2008(10):97-100.[9]陈军宁,于峰崎,王阳,柯导明.CMOS兼容电容型湿度传感器的理论模型[J].半导体学报,2005(07):95-99.[10]刘淑云,谷卫刚,王殿昌,王风云.塑料大棚环境智能监控系统的设计[J].科技资讯,2007(36):35-36.[11]史国滨.GPS和GIS技术在精准农业监控系统中的应用研究进展[J].湖北农业科学,2011(10):13-15.[12]李伟,段翠芳,滑伟娟.温室监控系统在国内外的发展现状与趋势[J].中国果菜,2010(06):8-10.致谢从一开始的选题，心里莫名的紧张感，在和指导老师进行沟通完之后，然后心总算是平静了下来，从而思考自己想要做的题目。一开始对本智慧农业监控系统的设计我也是一头雾水，不知从如何下手才好，然后通过自己查阅关于智能农业的论文和书刊，并向指导老师请教，和同学之间进行探讨交流，理清了本系统设计的思路。因此，我开始了系统的设计，在系统软硬件的设计过程中遇到了很多的问题，当自己解决不了的时候就向指导老师请教，老师总是耐心地跟我解答，为我分析出现问题的原因和后续的问题解决。后来通过多次的请教和修改后，我终于完成了基于ZigBee智慧农业监控系统的设计与实现，完成了设计后，在指导老师的指导下完成了毕业论文的撰写。通过这次毕业设计项目的设计和毕业论文的撰写，深深地感受到了老师对我的敦敦教导，在我遇到难题的时候总是能帮我解决，以及感谢同学们的陪伴和交流，感谢你们在我失败的时候鼓励我。其实当一个人静下心来去做一件事的时候，你会发现，是多么有动力去做好它。

怎样提高电脑系统运行速度WindowsXP的启动速度比Windows2000要快30%左右，但相对于Windows98仍然要慢了不少，不过，我们可以通过优化设置，来大大提高WindowsXP的启动速度。加快系统启动速度主要有以下方法：尽量减少系统在启动时加载的程序与服务；对磁盘及CPU等硬件进行优化设置；修改默认设置，减少启动等待时间等。这些方法大部分既可减少系统启动的时间，又可以节省系统资源，加快电脑运行速度。1.加快系统启动速度WindowsXP的启动速度比Windows2000要快30%左右，但相对于Windows98仍然要慢了不少，不过，我们可以通过优化设置，来大大提高WindowsXP的启动速度。加快系统启动速度主要有以下方法：尽量减少系统在启动时加载的程序与服务；对磁盘及CPU等硬件进行优化设置；修改默认设置，减少启动等待时间等。这些方法大部分既可减少系统启动的时间，又可以节省系统资源，加快电脑运行速度。(1)MsconfigWindowsXP的启动速度在系统安装初期还比较快，但随着安装的软件不断增多，系统的启动速度会越来越慢，这是由于许多软件把自己加在了启动程序中，这样开机即需运行，大大降低了启动速度，而且也占用了大量的系统资源。对于这样一些程序，我们可以通过系统配置实用程序Msconfig将它们从启动组中排除出去。选择“开始”菜单中的“运行”命令，在“运行”对话框中键入“Msconfig”，回车后会弹出“系统配置实用程序”对话框，选择其中的“启动”选项卡(如图1)，该选项卡中列出了系统启动时加载的项目及来源，仔细查看每个项目是否需要自动加载，否则清除项目前的复选框，加载的项目越少，启动的速度就越快。设置完成后需要重新启动方能生效。(2)BootvisBootvis是微软提供的一个启动优化工具，可提高WindowsXP的启动速度。用BootVis提升WindowsXP的启动速度必须按照正确的顺序进行操作，否则将不会起到提速的效果。其正确的操作方法如下：启动Bootvis，从其主窗口(如图2)中选择“工具”菜单下的“选项”命令，在“符号路径”处键入Bootvis的安装路径，如“C:\ProgramFiles\Bootvis”，单击“保存”退出。从“跟踪”菜单中选择“下次引导”命令，会弹出“重复跟踪”对话框，单击“确定”按钮，BootVis将引导WindowsXP重新启动，默认的重新启动时间是10秒。系统重新启动后，BootVis自动开始运行并记录启动进程，生成启动进程的相关BIN文件，并把这个记录文件自动命名为TRACE_BOOT_1_1。程序记录完启动进程文件后，会重新启动BootVis主界面，在“文件”菜单中选择刚刚生成的启动进程文件“TRACE_BOOT_1_1”。窗口中即会出现“CPU>使用”、“磁盘I/O”、“磁盘使用”、“驱动程序延迟”等几项具体图例供我们分析，不过最好还是让BootVis程序来自动进行分析：从“跟踪”菜单中选择“系统优化”命令，程序会再次重新启动计算机，并分析启动进程文件，从而使计算机启动得更快。(3)禁用多余的服务WindowsXP在启动时会有众多程序或服务被调入到系统的内存中，它们往往用来控制Windows系统的硬件设备、内存、文件管理或者其他重要的系统功能。但这些服务有很多对我们用途不大甚至根本没有用，它们的存在会占用内存和系统资源，所以应该将它们禁用，这样最多可以节省70MB的内存空间，系统速度自然也会有很大的提高。选择“开始”菜单中的“运行”命令，在“运行”对话框键入“services.msc”后回车，即可打开“服务”窗口。窗口的服务列表中列出了系统提供的所有服务的名称、状态及启动类型。要修改某个服务，可从列表双击它，会弹出它的属性对话框(如图3)，你可从“常规”选项卡对服务进行修改，通过单击“启动”、“停止”、“暂停”、“恢复”四个按钮来修改服务的状态，并可从“启动类型”下拉列表中修改启动类型，启动类型有“自动”、“手动”、“已禁用”三种。如果要禁止某个服务在启动自动加载，可将其启动类型改为“已禁用”。WindowsXP提供的所有服务有36个默认是自动启动的，实际上，其中只有8个是必须保留的(见下表)，其他的则可根据自己的需要进行设置，每种服务的作用在软件中有提示。4)修改注册表来减少预读取，减少进度条等待时间WindowsXP在启动过程中会出现一个进度条，我们可以通过修改注册表，让进度条只跑一圈就进入登录画面。选择“开始”菜单中的“运行”命令，在“运行”对话框键入“regedit”命令后回车，即可启动注册表编辑器，在注册表中找HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\SessionManager\MemoryManagement\PrefetchParameters，选择其下的EnablePrefetcher键，把它的键值改为“1”即可。(5)减少开机磁盘扫描等待时间当Windows日志中记录有非正常关机、死机引起的重新启动，系统就会自动在启动的时候运行磁盘扫描程序。在默认情况下，扫描每个分区前会等待10秒钟，如果每个分区都要等上10秒才能开始进行扫描，再加上扫描本身需要的时间，会耗费相当长的时间才能完成启动过程。对于这种情况我们可以设置取消磁盘扫描的等待时间，甚至禁止对某个磁盘分区进行扫描。选择“开始→运行”，在运行对话框中键入“chkntfs/t:0”，即可将磁盘扫描等待时间设置为0；如果要在计算机启动时忽略扫描某个分区，比如C盘，可以输入“chkntfs/xc:”命令；如果要恢复对C盘的扫描，可使用“chkntfs/dc:”命令，即可还原所有chkntfs默认设置，除了自动文件检查的倒计时之外。2.提高系统运行速度提升系统运行速度的思路与加快启动的速度类似：尽量优化软硬件设置，减轻系统负担。以下是一些常用的优化手段。(1)设置处理器二级缓存容量WindowsXP无法自动检测处理器的二级缓存容量，需要我们自己在注册表中手动设置，首先打开注册表，找到“HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\SessionManager\MemoryManagement\”，选择其下的“SecondLevelDataCache”，根据自己所用的处理器设置即可，例如PIIICoppermine/P4Willamette是“256”，AthlonXP是“384”，P4Northwood是“512”。(2)提升系统缓存同样也是在“HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\SessionManager\MemoryManagement\”位置，把其下的“LargeSystemCache”键值从0改为1，WindowsXP就会把除了4M之外的系统内存全部分配到文件系统缓存中，这样XP的内核能够在内存中运行，大大提高系统速度。通常来说，该优化会使系统性能得到相当的提升，但也有可能会使某些应用程序性能降低。需要注意的是必须有256M以上的内存，激活LargeSystemCache才可起到正面的作用，否则不要轻易改动它。(3)改进输入/输出性能这个优化能够提升系统进行大容量文件传输时的性能，不过这只对服务器用户才有实在意义。我们可在中新建一个DWORD(双字节值)键值，命名为IOPageLockLimit。一般情况下把数据设置8~16MB之间性能最好，要记住这个值是用字节来计算的，例如你要分配10MB的话，就是10×?1024×1024，也就是10485760。这里的优化也需要你的机器拥有大于256M的内存。(4)禁用内存页面调度在正常情况下，XP会把内存中的片断写入硬盘，我们可以阻止它这样做，让数据保留在内存中，从而提升系统性能。在注册表中找到“HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\SessionManager\MemoryManagement\”下的“DisablePagingExecutive”键，把它的值从0改为1即可禁止内存页面调度了。(5)关闭自动重新启动功能当WindowsXP遇到严重问题时便会突然重新开机，可从注册表将此功能取消。打开注册表编辑器，找到“HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\CrashControl\”将AutoReboot键的Dword值更改为0，重新启动后设置即可生效。(6)改变视觉效果WindowsXP在默认情况下启用了几乎所有的视觉效果，如淡入淡出、在菜单下显示阴影。这些视觉效果虽然漂亮，但对系统性能会有一定的影响，有时甚至造成应用软件在运行时出现停顿。一般情况下建议少用或者取消这些视觉效果。选择桌面上“我的电脑”图标，单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“属性”命令，打开“系统属性”对话框。选择“高级”选项卡，在其中的“性能”栏中单击“设置”按钮，会弹出“性能选项”对话框(如图4)，可选择“调整为最佳性能”单选框来关闭所有的视觉效果，也可选择“自定义”然后选择自己需要的视觉效果。(7)合理设置页面虚拟内存同样也是在“性能选项”对话框中，选择“高级”选项卡，在其中的“虚拟内存”栏中单击“更改”按钮，接下来选择虚拟内存为“自定义大小”，然后设置其数值。一般情况下，把虚拟设为不小于256M，不大于382M比较合适，而且最大值和最小值最好一样。(8)修改外观方案WindowsXP默认的外观方案虽然漂亮，但对系统资源的占用也多，可将其改为经典外观以获得更好的性能。在桌面空白位置单击鼠标右键，从弹出的快捷菜单中选择“属性”命令，会打开“显示属性”对话框，在“主题”选项卡选择主题为“Windows经典”，即可将外观修改为更为经济的Windows经典外观。(9)取消XP对ZIP支持WindowsXP在默认情况下打开了对zip文件支持，这要占用一定的系统资源，可选择“开始→运行”，在“运行”对话框中键入“regsvr32/uzipfldr.dll”，回车确认即可取消XP对ZIP解压缩的支持，从而节省系统资源。(10)关闭Dr.WatsonDr.Watson是WindowsXP的一个崩溃分析工具，它会在应用程序崩溃的时候自动弹出，并且在默认情况下，它会将与出错有关的内存保存为DUMP文件以供程序员分析。不过，记录DUMP文件对普通用户则毫无帮助，反而会带来很大的不便：由于Dr.Watson在应用程序崩溃时会对内存进行DUMP记录，将出现长时间硬盘读写操作，要很长一断时间程序才能关闭，并且DUMP文件还会占用大量磁盘空间。要关闭Dr.Watson可打开注册表编辑器，找到“HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\WindowsNT\CurrentVersion\AeDebug”分支，双击其下的Auto键值名称，将其“数值数据”改为0，最后按F5刷新使设置生效，这样就取消它的运行了。同样，我们可以把所有具备调试功能的选项取消，比如蓝屏时出现的memory.dmp，可在“系统属性”对话框中选择“高级”选项卡，单击“启动和故障恢复”栏中的“设置”按钮，并在弹出的“启动和故障恢复”对话框中选择“写入调试信息”为“无”(如图5)。(11)启动硬盘/光驱DMA模式打开“系统属性”对话框，选择“硬件”选择卡中的“设备管理器”按钮，打开“设备管理器”窗口，在设备列表中选择“IDEATA/ATAPI控制器”，双击“主要IDE通道”或“次要IDE通过”，在其属性对话框的“高级设置”选项卡中检查DMA模式是否已启动，一般来说如果设备支持，系统就会自动打开DMA功能，如果没有打开可将“传输模式”设为“DMA(若可用)”。(12)关掉不用的设备WindowsXP总是尽可能为电脑的所有设备安装驱动程序并进行管理，这不仅会减慢系统启动的速度，同时也造成了系统资源的大量占用。针对这一情况，你可在设备管理器中，将PCMCIA卡、调制解调器、红外线设备、打印机端口(LPT1)或者串口(COM1)等不常用的设备停用，方法是双击要停用的设备，在其属性对话框中的“常规”选项卡中选择“不要使用这个设备(停用)”。在重新启动设置即可生效，当需要使用这些设备时再从设备管理器中启用它们。(13)关闭错误报告当应用程序出错时，会弹出发送错误报告的窗口，其实这样的错误报告对普通用户而言几乎没有任何意义，关闭它是明智的选择。在“系统属性”对话框中选择“高级”选项卡，单击“错误报告”按钮，在弹出的“错误汇报”对话框中，选择“禁用错误汇报”单选项，最后单击“确定”即可。另外我们也可以从组策略中关闭错误报告：从“运行”中键入“gpedit.msc”，运行“组策略编辑器”，展开“计算机配置→管理模板→系统→错误报告功能”，双击右边设置栏中的“报告错误”，在弹出的“属性”对话框中选择“已禁用”单选框即可将“报告错误”禁用。(14)关闭自动更新“自动更新”功能对许多WindowsXP用户而言并不是必需的，可将其关闭以节省系统资源。在“我的电脑”上单击鼠标右键，从快捷菜单中选择“属性”命令，选择“系统属性”对话框中的“自动更新”选项卡，勾选“关闭自动更新，我将手动更新计算机”单选框，单击“确定”按钮即可关闭自动更新功能。如果在“服务”已经将“AutomaticUpdates”服务关闭，“系统属性”对话框中的“自动更新”选项卡就不能进行任何设置了。(15)去掉菜单延迟去掉菜单弹出时的延迟，可以在一定程度上加快XP。要修改的键值位置在“HKEY_CURRENT_USER\ControlPanel\Desktop”。修改其下的“MenuShowDelay”键，把默认的400修改为0，按F5刷新注册表即可生效。(16)清除预读文件WindowsXP的预读设置虽然可以提高系统速度，但是使用一段时间后，预读文件夹里的文件数量会变得相当庞大，导致系统搜索花费的时间变长。而且有些应用程序会产生死链接文件，更加重了系统搜索的负担。所以，应该定期删除这些预读文件。预计文件存放在WindowsXP系统文件夹的Prefetch文件夹中，该文件夹下的所有文件均可删除。(17)关闭自动播放功能在WindowsXP中，当往光驱中放入光盘或将USB硬盘接上电脑时，系统都会自动将光驱或USB硬盘扫描一遍，同时提示你是否播放里面的图片、视频、音乐等文件，如果是拥有多个分区的大容量的USB硬盘，扫描会耗费很长的时间，而且你得多次手动关闭提示窗口，非常麻烦。这种情况下我们可以将WindowsXP的自动播放功能关闭。运行“组策略”程序。在组策略窗口左边栏中，打开“计算机配置”，选择“管理模板”下的“系统”，然后在右边的配置栏中找到“关闭自动播放”并双击它，会弹出“关闭自动播放属性”对话框。在其中“设置”选项卡中选择“已启用”，“关闭自动播放”下拉列表中选择“所有驱动器”(如图6)。这样以后就不用担心WindowsXP的“自动播放”功能带来的麻烦了。如果你只是想禁止系统扫描某个驱动器(如USB硬盘)上的文件，可采用下面的方法。先连上你的USB硬盘，让系统将它识别出来。然后打开“我的电脑”，选择USB硬盘上的某个分区，按鼠标右键，会弹出磁盘属性窗口，选取“自动播放”选项卡，将所有内容的类型都选择为不执行操作。如果USB硬盘有多个分区，对所有分区都进行同样的操作，这样当你将USB驱动器拔掉再重新接上时，系统会将USB硬盘识别出来，而不会反复问你是否播放USB硬盘中的文件了。3.加快关机速度WindowsXP的关机速度要慢于启动速度，特别有些任务还需要手工结束，更加延缓了关机速度。因此，要加快关机速度，首先要开启WindowsXP的自动结束任务功能。具体步骤是：从注册表中找到“HKEY_CURRENT_USER\ControlPanel\Desktop”，把“AutoEndTasks”的键值设置为1即可。然后再修改“HungAppTimeout”为“4000(或更小)”(预设为5000)，该键值同样也在“HKEY_CURRENT_USER\ControlPanel\Desktop”下；最后一步再找到“HKEY_LOCAL_MACHINE\System\CurrentControlSet\Control\”，同样把WaitToKillServiceTimeout设置为“4000”；通过这样设置后的关机速度明显要加快了。够全面吧~~◆二、硬件优化设置◆1、关掉不用的设备

在设备管理器中，将PCMCIA卡、调制解调器、红外线设备、打印机端口(LPT1)或者串口(COM1)等不常用的设备停用，在要停用设备属性对话框中的“常规”选项卡中选择“不要使用这个设备(停用)”。当需要使用这些设备时再从设备管理器中启用它们。◆2、内存性能优化

WindowsXP中有几个选项可以优化内存性能，它们全都在注册表下面位置：HKEY_LOCAL_MACHINESYSTEMCurrentControlSetControlSession

ManagerMemory

Management

1）禁用内存页面调度（Paging

Executive）

XP会把内存中的片断写入硬盘，我们可以阻止它这样做，让数据保留在内存中，从而提升系统性能。256M以上内存才使用这个设置。把“DisablePagingExecutive”的值从0改为1就可以禁止内存页面调度了。

2）提升系统缓存

必须有256M以上的内存，才激活它。把LargeSystemCache键值从0改为1，一般来说，这项优化会使系统性能得到相当的提升，但也有可能会使某些应用程序性能降低。

3）输入/输出性能

内存大于256M才更改这里的值，这个优化只对server（服务器）用户才有实在意义，它能够提升系统进行大容量文件传输时的性能。建一个DWORD（双字节值）键值，命名为IOPageLockLimit，数值设8M－16M字节之间性能最好，具体设什么值，可试试哪个值可获得最佳性能。这个值是用字节来计算的，比如你要分配12M，就是12×1024×1024，也就是12582912。◆3、启动硬盘/光驱DMA模式

“系统属性”－“硬件”－“设备管理器”，在设备列表中选择“IDE

ATA/ATAPI控制器”，双击“主要

IDE

通道”或“次要

IDE

通道”，在其属性对话框的“高级设置”选项卡中检查DMA模式是否已启动，一般来说如果设备支持，系统就会自动打开DMA功能，如果没有打开可将“传输模式”设为“DMA（