本文關鍵詞：基于ZigBee無線傳感器的農業(yè)灌溉監(jiān)控系統(tǒng)應用設計，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：改革開放以來,我國GDP以年均7%增速,人們的生活水平得到了很大提高。但是隨之而來的是自然資源的消耗也日益加快,水資源尤其是農業(yè)灌溉缺水已成為刻不容緩急需解決的問題；而另一方面,當前國內農業(yè)發(fā)展正處于傳統(tǒng)農業(yè)向現(xiàn)代農業(yè)過渡階段,傳統(tǒng)農業(yè)種植思想還未完全改變,水資源作為大多數(shù)時候的“免費”資源沒有得到高效利用,消耗量巨大,浪費及其嚴重。減少灌溉用水消耗量,提升灌溉用水利用率水平,是解決灌溉缺水的必然選擇。而根據(jù)農作物生長環(huán)境因素,如土壤溫濕度、土壤肥沃度、空氣溫濕度和光照條件等來決定灌溉的時機、用水量和用水區(qū)域等可以有效提高灌溉用水利用率,是設施農業(yè)的一大特征。但如果通過人員測繪去取得這些信息,就做不到實時監(jiān)測,而且需要大量人力物力；而如果通過布設線纜網(wǎng)絡來采集信息,就需要較高的成本,而且維護、升級不便。因此,設計和實施一個基于無線傳感器網(wǎng)絡的農業(yè)灌溉監(jiān)控系統(tǒng),使工作人員不需要親臨現(xiàn)場,就可以了解農業(yè)環(huán)境的變化,合理安排農業(yè)灌溉工作；而且不需要鋪設較多的線纜,維護升級方便：更可以利用客戶端實時監(jiān)測、智能控制,最終實現(xiàn)無人值守,自動化程度大幅提高。本文將采用Zigbee無線傳感網(wǎng)絡技術來實現(xiàn)農業(yè)灌溉監(jiān)控系統(tǒng)的自動監(jiān)測與控制。首先,在分析研究Zigbee無線傳感網(wǎng)絡和農業(yè)灌溉監(jiān)控系統(tǒng)特點的基礎上,完成系統(tǒng)總體架構設計；并采用模塊化設計方法,重點闡述系統(tǒng)三大節(jié)點即終端節(jié)點、路由節(jié)點及網(wǎng)關協(xié)調器節(jié)點的結構設計。其次,通過對硬件的分析比較,選用SHT11溫濕度傳感器、BH1750光照傳感器作為相關探測傳感單元,以及CC2530作為核心芯片來實現(xiàn)模塊控制,信息處理和無線傳輸?shù)裙δ�；再�?完成了系統(tǒng)的節(jié)點硬件電路設計、節(jié)點程序編譯和運行軟件設計編寫,并對其中的重點電路及程序進行了詳細闡述；最后,通過搭建網(wǎng)絡系統(tǒng),采集實物數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)進行分析,完成了系統(tǒng)的測試和驗證,實現(xiàn)了預期的終端環(huán)境因素采集、無線數(shù)據(jù)傳輸、上位機軟件信息處理和命令控制下達等系統(tǒng)功能。
【關鍵詞】：zigbee 無線傳感器網(wǎng)絡 CC2530 農業(yè)灌溉監(jiān)控系統(tǒng)
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP277;TN92;TP212.9
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 概述9-18
• 1.1 研究背景及其意義9-10
• 1.2 國內外相關研究概況及發(fā)展趨勢10-13
• 1.2.1 國外研究應用概況10-11
• 1.2.2 國內研究應用概況11-13
• 1.3 無線傳感器網(wǎng)絡技術概況及發(fā)展13-16
• 1.3.1 無線傳感器網(wǎng)絡技術概況13-14
• 1.3.3 無線傳感器網(wǎng)絡特征14-15
• 1.3.4 幾種無線數(shù)據(jù)傳輸技術的介紹15-16
• 1.4 論文結構16-18
• 2 ZigBee技術研究18-23
• 2.1 ZigBee技術概況及特點18
• 2.2 ZigBee協(xié)議棧18-20
• 2.3 ZigBee網(wǎng)絡結構20-21
• 2.4 ZigBee技術的應用領域及前景21-22
• 2.5 本章小結22-23
• 3 系統(tǒng)硬件設計23-41
• 3.1 硬件整體設計方案23-25
• 3.2 硬件選型25-34
• 3.2.1 無線傳輸模塊CC253025-30
• 3.2.2 土壤溫濕度傳感器30-32
• 3.2.3 田間光照傳感器32-34
• 3.3 硬件電路設計34-40
• 3.3.1 調試接口電路設計34
• 3.3.2 USB轉串口電路34-35
• 3.3.3 電源供電電路設計35-36
• 3.3.4 功能模塊供電電路設計36
• 3.3.5 網(wǎng)絡狀態(tài)指示LED電路設計36-37
• 3.3.6 手動按鍵復位電路37
• 3.3.7 土壤溫濕度采集電路37-38
• 3.3.8 光照采集電路38-39
• 3.3.9 硬件節(jié)點電路總原理圖及實物圖39-40
• 3.4 本章小結40-41
• 4 軟件實現(xiàn)41-53
• 4.1 相關軟件安裝以及Z-Stack協(xié)議棧41-44
• 4.1.1 相關軟件安裝41-42
• 4.1.2 Z-Stack協(xié)議棧42-44
• 4.2 ZigBee無線傳感網(wǎng)絡整體設計和節(jié)點設計44-50
• 4.2.1 無線網(wǎng)絡系統(tǒng)整體設計44-45
• 4.2.2 協(xié)調器節(jié)點程序設計45-47
• 4.2.3 路由節(jié)點程序設計47-48
• 4.2.4 終端節(jié)點程序設計48-50
• 4.3 客戶端軟件設計50-52
• 4.4 本章小結52-53
• 5 系統(tǒng)測試與實驗53-60
• 5.1 實驗室硬件測試53-55
• 5.2 系統(tǒng)室外試驗55-59
• 5.2.1 單點通信距離試驗55
• 5.2.2 光照傳感器試驗55-57
• 5.2.3 土壤溫濕度傳感器試驗57-59
• 5.3 本章小結59-60
• 結論與展望60-61
• 參考文獻61-63
• 致謝63-64

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 劉濤;趙計生;;基于ZigBee技術的農田自動節(jié)水灌溉系統(tǒng)[J];測控技術;2008年02期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 鐘智;具有移動節(jié)點的無線傳感器網(wǎng)絡定位算法和數(shù)據(jù)收集協(xié)議研究[D];中南大學;2012年

2 孫偉;基于QoS的智能配電通信無線傳感器網(wǎng)絡應用研究[D];合肥工業(yè)大學;2012年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 馮琳;無線傳感器網(wǎng)絡及ZigBee技術的應用研究[D];合肥工業(yè)大學;2006年

  本文關鍵詞：基于ZigBee無線傳感器的農業(yè)灌溉監(jiān)控系統(tǒng)應用設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：384366