發(fā)布時間：2017-06-11 17:12

  本文關(guān)鍵詞：基于ZigBee技術(shù)的智慧農(nóng)業(yè)實時采集和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：目前我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)仍舊以傳統(tǒng)生產(chǎn)模式為主,不僅浪費大量的人力和物力,而且也不利于農(nóng)業(yè)可持續(xù)性發(fā)展。隨著物聯(lián)網(wǎng)等高新技術(shù)的發(fā)展,智慧農(nóng)業(yè)將成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)未來發(fā)展的趨勢。將現(xiàn)代工業(yè)控制技術(shù)、無線通訊技術(shù)及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,能夠改進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理模式,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。ZigBee技術(shù)作為一種新興的短距離、低速率、低功耗、低成本的無線通信技術(shù),可以便捷地為用戶提供無線數(shù)據(jù)傳輸功能,因而在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。本文綜述了國內(nèi)外對于無線傳感和通信技術(shù)在農(nóng)業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的最新研究進展,以浙江省農(nóng)業(yè)信息化項目為依托,設(shè)計了一套基于ZigBee技術(shù)的智慧農(nóng)業(yè)實時采集和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。首先對ZigBee技術(shù)進行了分析,根據(jù)國內(nèi)農(nóng)業(yè)溫室大棚的應(yīng)用需求,給出了系統(tǒng)總體設(shè)計架構(gòu)。在此基礎(chǔ)上設(shè)計開發(fā)出基于CC2530芯片的ZigBee采集器、控制器、邊緣網(wǎng)關(guān)和三種傳感器,由此組成了各種應(yīng)用的實時采集和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng),并對使用的土壤水分傳感器產(chǎn)生的電化學(xué)腐蝕反應(yīng)進行了分析,提出了解決方法。采集器利用傳感器采集溫室內(nèi)環(huán)境參數(shù)�？刂破髫�(fù)責(zé)控制農(nóng)業(yè)設(shè)備的打開或關(guān)閉,從而調(diào)整農(nóng)作物生長的環(huán)境參數(shù)。邊緣網(wǎng)關(guān)將采集器和控制器的數(shù)據(jù)整合,通過3G無線網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)平臺服務(wù)器進行通信。借助于中國電信智慧農(nóng)業(yè)信息化平臺,系統(tǒng)實現(xiàn)了遠(yuǎn)程實時監(jiān)測和控制。用戶無需到現(xiàn)場就能在電腦或手機上觀測并調(diào)整溫室大棚內(nèi)的環(huán)境參數(shù),達(dá)到遠(yuǎn)程監(jiān)控的目的。最后,本文還對已經(jīng)完成的工作進行了總結(jié),結(jié)合國內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特點和工業(yè)控制技術(shù)、信息技術(shù)的發(fā)展,提出了進一步的研究方向：(1)優(yōu)化ZigBee協(xié)議棧,使無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信更加穩(wěn)定；(2)遠(yuǎn)程分布式自動控制系統(tǒng)和應(yīng)用軟件遠(yuǎn)程升級；(3)為適應(yīng)現(xiàn)代通訊技術(shù)的發(fā)展,將采用IPv6、4G等新技術(shù)。
【關(guān)鍵詞】：智慧農(nóng)業(yè) 遠(yuǎn)程控制 ZigBee技術(shù) CDMA技術(shù)
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN92;TP273
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 1 緒論12-18
• 1.1 課題研究背景及意義12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 智慧農(nóng)業(yè)的特點及其設(shè)計考慮因素16
• 1.4 論文主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)16-18
• 2 ZigBee技術(shù)及其協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)18-32
• 2.1 ZigBee技術(shù)概述18-23
• 2.1.1 ZigBee技術(shù)的特點18-20
• 2.1.2 ZigBee技術(shù)與其他短距離無線通信技術(shù)的比較20-22
• 2.1.3 ZigBee技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域22-23
• 2.2 ZigBee網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)23-26
• 2.2.1 ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備類型23-24
• 2.2.2 ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)24-26
• 2.3 ZigBee芯片的選擇26-27
• 2.4 ZigBee協(xié)議棧27-30
• 2.5 本章小結(jié)30-32
• 3 系統(tǒng)總體架構(gòu)及共用電路設(shè)計32-44
• 3.1 系統(tǒng)總體設(shè)計32-34
• 3.1.1 系統(tǒng)總體設(shè)計要求32
• 3.1.2 系統(tǒng)總體設(shè)計架構(gòu)32-34
• 3.1.3 系統(tǒng)主要實現(xiàn)功能34
• 3.2 主控芯片應(yīng)用電路設(shè)計34-37
• 3.2.1 CC2530電路設(shè)計34-35
• 3.2.2 CC2591功率放大電路35-37
• 3.3 RS485總線設(shè)計37-40
• 3.3.1 RS485電路設(shè)計38
• 3.3.2 RS485布線38-39
• 3.3.3 Modbus協(xié)議39-40
• 3.4 系統(tǒng)電源模塊設(shè)計及問題分析解決40-43
• 3.4.1 LM2596芯片設(shè)計電路41-42
• 3.4.2 LM2596電路設(shè)計問題分析及解決42-43
• 3.5 本章小結(jié)43-44
• 4 系統(tǒng)各模塊設(shè)計44-72
• 4.1 采集器設(shè)計44-56
• 4.1.1 采集電路設(shè)計44-45
• 4.1.2 各類傳感器設(shè)計及土壤水分傳感器腐蝕問題解決45-53
• 4.1.3 采集器軟件設(shè)計53-56
• 4.2 控制器設(shè)計56-61
• 4.2.1 控制電路設(shè)計56-58
• 4.2.2 控制器軟件設(shè)計58-60
• 4.2.3 控制器手動/自動切換功能60-61
• 4.3 邊緣網(wǎng)關(guān)設(shè)計61-70
• 4.3.1 邊緣網(wǎng)關(guān)總體設(shè)計61-65
• 4.3.2 CDMA技術(shù)及AT命令65-66
• 4.3.3 MC323電路設(shè)計66-70
• 4.4 MCGS觸摸屏簡介70-71
• 4.5 本章小結(jié)71-72
• 5 系統(tǒng)各模塊間工作流程72-82
• 5.1 邊緣網(wǎng)關(guān)與采集器和控制器的工作流程72-76
• 5.2 邊緣網(wǎng)關(guān)與網(wǎng)絡(luò)平臺服務(wù)器的工作流程76-79
• 5.3 邊緣網(wǎng)關(guān)與MCGS觸摸屏的工作流程79-81
• 5.4 本章小結(jié)81-82
• 6 系統(tǒng)應(yīng)用實例82-91
• 6.1 農(nóng)業(yè)種植應(yīng)用實例82-85
• 6.2 水產(chǎn)養(yǎng)殖應(yīng)用實例85-86
• 6.3 液肥配送在線監(jiān)管86-90
• 6.4 本章小結(jié)90-91
• 7 工作總結(jié)與展望91-93
• 7.1 工作總結(jié)91
• 7.2 工作展望91-93
• 參考文獻(xiàn)93-99
• 附錄99-100
• 附1 各模塊現(xiàn)場實物圖99-100
• 附2 作者在學(xué)期間所取得的科研成果100

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