我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó),農(nóng)田種植是農(nóng)業(yè)中關(guān)鍵的一部分。提升農(nóng)田智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng),近幾年以來都是計(jì)算機(jī)、嵌入式、通信等專業(yè)的重點(diǎn)研究方向。農(nóng)田監(jiān)測(cè)需對(duì)待測(cè)區(qū)域內(nèi)的溫度、濕度、光照強(qiáng)度等土壤及周圍環(huán)境信息進(jìn)行監(jiān)測(cè),為精細(xì)化農(nóng)業(yè)提供了支撐,達(dá)到增強(qiáng)生產(chǎn)效率、提升農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)而降低生產(chǎn)成本的目的。傳統(tǒng)農(nóng)田監(jiān)測(cè)多采用有線,存在施工難度大、布線困難、維護(hù)不便等問題。針對(duì)上述問題,結(jié)合ZigBee技術(shù)和無線傳感器網(wǎng)技術(shù),提出了一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)田監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。本文首先對(duì)ZigBee技術(shù)進(jìn)行了介紹,并根據(jù)農(nóng)田監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的需求分析,給出了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì);按照設(shè)計(jì)要求,給出了基于CC2530芯片的ZigBee數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)和匯聚節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì),以及節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)流程圖;分析了ZigBee網(wǎng)絡(luò)的休眠和喚醒特點(diǎn),并在此基礎(chǔ)上提出了基于二十四節(jié)氣的傳感器節(jié)點(diǎn)休眠算法;給出了PC端監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。最后,本文對(duì)已經(jīng)完成的工作做了總結(jié)。指明了遠(yuǎn)程芯片的升級(jí)、數(shù)據(jù)融合和農(nóng)田監(jiān)測(cè)軟件的個(gè)性化設(shè)計(jì)是下一階段的工作方向。 

【文章來源】：北方民族大學(xué)寧夏回族自治區(qū)

【文章頁(yè)數(shù)】：49 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

ZigBee技術(shù)2-1傳感器節(jié)點(diǎn)

北方民族大學(xué) 2018 屆碩士學(xué)位論文 第二章 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)分析正確性；使用帶應(yīng)答的數(shù)據(jù)傳輸方式來保證數(shù)據(jù)傳輸正確的目的地址；（2）低成本、低功耗，ZigBee 技術(shù)可以應(yīng)用與 8-bit MCU，TI 公司推出的兼容 ZigBee2007 協(xié)議的 SoC 芯片 CC2530價(jià)格低廉，芯片上外接 PCB 天線和阻容器件即可構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。ZigBee 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備主要分為協(xié)調(diào)器（Coordinator）負(fù)責(zé)無線網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建和維護(hù)；路由器（Router）負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)路由；終端節(jié)點(diǎn)（End Device）負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)信息的采集。其中只有終端節(jié)點(diǎn)可以休眠，耗能低。（3）高安全性，為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩�，可以使�?AES-128 不對(duì)稱加密技術(shù)[36]-[38]。2.2.2 ZigBee 協(xié)議棧ZigBee 在設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)時(shí)，一般采用分層的思想，給不同的層賦予不同的功能，使數(shù)據(jù)在相鄰的分層之間流動(dòng)。如以太網(wǎng)中的 ISO 模型是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織提出的 OS（IOpen SystemInterconnection）七層模型。如圖 2-2 OSI 參考模型所示。

圖 2-3 ZigBee 無線網(wǎng)絡(luò)各層示意圖2.2.3 ZigBee 物理層ZigBee 的物理層是根據(jù) IEEE802.15.4 標(biāo)準(zhǔn)制定，物理層還定義了物理無線信道和 MAC子層之間的接口，提供了物理層數(shù)據(jù)服務(wù)和管理服務(wù)兩種功能。目前有兩個(gè)物理層的標(biāo)準(zhǔn)，它們分別是 2.4GHz 物理層和 868MHz/915MHz 物理層。ZigBee 技術(shù)使用的工作頻率不同，不同國(guó)家、地區(qū)為其提供的工作頻率范圍也是不同的。物理層的主要功能是：激活或休眠視頻收發(fā)器，采集發(fā)送數(shù)據(jù)；信道選擇、檢測(cè)；鏈路分析、空閑信道監(jiān)聽[25]。ZigBee 根據(jù)不同國(guó)家和地區(qū)，在 IEEE802.15.4 標(biāo)準(zhǔn)中工分配了二十七種，具有 3 個(gè)速率的信道，如表 2-1 所示：

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于全網(wǎng)休眠的ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)能算法[J]. 趙亞楠,曹紅偉,徐棟梁.  信息通信. 2017(01)
[2]基于ZigBee的農(nóng)業(yè)大棚監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 鮑文燕,譚劍.  農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息. 2016(06)
[3]基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程醫(yī)療生理數(shù)據(jù)采集研究[J]. 張淋江,孔素真,劉志龍.  數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用. 2015(08)
[4]精確制導(dǎo)武器天基路徑規(guī)劃平臺(tái)概念研究[J]. 李恩奇,李楨,果琳麗,梁魯.  空間電子技術(shù). 2015(03)
[5]藏族天文歷算中二十四節(jié)氣的算法及其應(yīng)用[J]. 傅千吉.  西北民族大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(04)
[6]藏漢天文歷算中二十四節(jié)氣的算法及其應(yīng)用[J]. 傅千吉.  西北民族大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(04)

博士論文
[1]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)自組織技術(shù)研究[D]. 廖鷹.華中科技大學(xué) 2011
[2]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)定位及安全定位技術(shù)研究[D]. 彭保.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009

碩士論文
[1]基于物聯(lián)網(wǎng)的智能室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 秦瀚.蘭州大學(xué) 2016
[2]ZigBee系統(tǒng)節(jié)能方法的研究[D]. 程威.重慶郵電大學(xué) 2016
[3]基于WSN的灌區(qū)信息監(jiān)測(cè)及三維可視化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 宋東東.華北水利水電大學(xué) 2016
[4]基于ZigBee技術(shù)的溫室環(huán)境節(jié)能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究[D]. 段鋒銳.西南大學(xué) 2016
[5]基于ZigBee技術(shù)的智能路燈監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 康培華.哈爾濱理工大學(xué) 2016
[6]基于Android的智能家居監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 龔?fù)裢?合肥工業(yè)大學(xué) 2015
[7]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)休眠調(diào)度方法研究[D]. 冷蒙.燕山大學(xué) 2014
[8]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)休眠調(diào)度算法的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 汪浩.安徽工業(yè)大學(xué) 2013
[9]基于WSN的水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中ZigBee協(xié)議和網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 丁勝建.安徽大學(xué) 2013
[10]基于CC2531的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采集節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)[D]. 楊兆中.電子科技大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3537827