基于无线传感器网络的温室测量系统研究

基于无线传感器网络的温室测量系统研究

论文摘要

中国作为一个农业大国,生产效率和技术的提高对农业发展非常重要。温室作为现代农业的重要部分,它设计到的学科广、科技含量高,可以很大程度的提高农作物产量和生产效率,所以,提高温室产业的水平对现代农业的发展有重大战略意义。智能化温室是设施农业中的高级类型,它拥有综合环境控制系统,利用该系统可准确采集温室中的各种参数。无线传感器网络作为一种环境监测系统,有着它特有的优势,它融合了传感器技术、信息处理技术和网络通信技术,其快速布局、抗毁性强、监测精度高、覆盖区域大、成本低廉等优点,使其非常适合应用在智能温室测量系统中。ZigBee是一种使用简单、价格低廉、传输速率适中、功耗低的近距离无线通信技术,它特别适合于数据吞吐量小、不易长距离现场布线、数据采集覆盖面积广、便频繁更换电池或充电的农业环境监测控制系统中。本论文就是基于无线传感器网络技术和ZigBee技术来研究温室测量系统,主要完成以下任务:传感器节点硬件设计:选取ATmega128L作为微处理器、CC2420为射频收发芯片、LED模块、节点ID模块、外部存储器和其它外围电路。它们构成了处理器射频板。选取温湿度、气压、光照、重力加速度这四种数字传感器,它们加上电能管理单元构成数据采集板。此外还设计了用于编程通信的电路板。处理器射频板和数据采集板、编程通信板都是通过51连接器连接,原理图和印制电路板通过Prote199SE软件进行设计。传感器节点软件设计:给出节点对节点通信软件设计,主要包括CC2420的初始化程序、数据发送和数据接收程序设计。通过移植MpZBeeV1.0-3.6协议栈组建ZigBee星型网,进行星型网组网分析,并设计星型网主程序。

论文目录

  • 中文摘要
  • Abstract
  • 1 绪论
  • 1.1 研究背景
  • 1.2 课题研究意义
  • 1.3 国内外研究现状
  • 1.4 研究目的
  • 1.5 研究内容
  • 1.6 论文组织结构
  • 2 无线传感器网络
  • 2.1 无线传感器网络简介
  • 2.2 无线传感器网络的体系结构
  • 2.3 无线传感器网络节点的体系结构
  • 2.4 无线传感器网络通信协议
  • 3 ZigBee技术
  • 3.1 ZigBee技术概述
  • 3.2 ZigBee技术特点
  • 3.3 ZigBee设备
  • 3.4 ZigBee网络拓扑结构
  • 3.5 ZigBee协议栈
  • 4 系统硬件设计
  • 4.1 微处理器模块
  • 4.2 FLASH存储器电路
  • 4.3 节点ID电路
  • 4.4 LED指示电路
  • 4.5 射频模块
  • 4.6 电源模块
  • 4.7 PCB连接器
  • 4.8 数据采集板
  • 4.9 扩展接口
  • 4.10 印刷电路板
  • 5 系统软件设计
  • 5.1 点对点无线通信
  • 5.2 星型网组建
  • 6 系统测试实验
  • 7 总结与展望
  • 7.1 工作总结
  • 7.2 工作展望
  • 致谢
  • 攻读硕士期间发表论文
  • 参考文献
  • 附录A
  • 相关论文文献

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