本文關(guān)鍵詞：基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)田氣象信息檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)末梢之一——無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，在日常生活中被人們?cè)絹?lái)越多的用在數(shù)據(jù)采集、工業(yè)控制等領(lǐng)域。隨著嵌入式技術(shù)、無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、分布式信息處理及傳感器技術(shù)的發(fā)展逐漸形成的一種新技術(shù)：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)；為信息獲取、處理和傳輸?shù)挠痔峁┝艘环N新方法，除了在一些傳統(tǒng)領(lǐng)域的運(yùn)用，也正在逐漸向更廣的領(lǐng)域擴(kuò)展。WSN在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的運(yùn)用正引起人們廣泛的重視。它對(duì)轉(zhuǎn)變當(dāng)下我國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，促進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化邁進(jìn)中有著非凡的意義，也是縮短我國(guó)土地資源快速減少的一個(gè)重要方法。 農(nóng)田氣象要素的采集為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展提供有力的支持，是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要一環(huán)，對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)和產(chǎn)量影響較大。由于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)對(duì)農(nóng)田氣象信息采集提出了可視化、實(shí)時(shí)性、遠(yuǎn)程控制的要求和原則，本文開發(fā)了一套基于太陽(yáng)能供電的WSN農(nóng)田氣象信息檢測(cè)系統(tǒng)，從而完成對(duì)環(huán)境溫濕度、土壤溫度、土壤水分、降雨量、風(fēng)速、光照強(qiáng)度等農(nóng)田基本要素信息的采集、存儲(chǔ)、處理和分析任務(wù)，可為農(nóng)業(yè)精細(xì)化管理提供關(guān)鍵的數(shù)據(jù)支持。系統(tǒng)包括以STM32F103C8T6為核心處理器為控制單元、各傳感器接口電路組成的采集終端、CC2530為無(wú)線通信單元和由LTC3845A和LTC4000-1實(shí)現(xiàn)的具有太陽(yáng)能最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)的充電控制器的硬件系統(tǒng)和PC上位機(jī)軟件及自動(dòng)化觀測(cè)的實(shí)現(xiàn)方法。 根據(jù)農(nóng)田的環(huán)境特點(diǎn)，本系統(tǒng)要完成對(duì)環(huán)境溫濕度、土壤溫度、土壤水分、降雨量等七種農(nóng)田基本要素的傳感器的選型和硬件電路模塊化的設(shè)計(jì)。采集終端的控制軟件采用模塊化思想編程設(shè)計(jì)，劃分成多個(gè)任務(wù)來(lái)完成，最后把μC/OS-II移植到STM32F103C8T6上。同時(shí)基于Z-Stack開發(fā)系統(tǒng)所需要的WSN網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)的程序。進(jìn)行串口通信協(xié)議的設(shè)計(jì)，保證采集終端和終端無(wú)線節(jié)點(diǎn)及PC上位機(jī)和網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸無(wú)縫對(duì)接，基于.NET平臺(tái)設(shè)計(jì)上位機(jī)數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺(tái)。本檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)基本農(nóng)田要素自動(dòng)采集和處理，系統(tǒng)硬件運(yùn)行穩(wěn)定可靠，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，系統(tǒng)軟件簡(jiǎn)單實(shí)用，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，使農(nóng)田氣象信息的檢測(cè)由傳統(tǒng)向現(xiàn)代化發(fā)展，，采集的信息更加量化，可以較好地指導(dǎo)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐。最后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了整體測(cè)試，測(cè)試結(jié)果達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，滿足項(xiàng)目的驗(yàn)收條件。
【關(guān)鍵詞】：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN） 農(nóng)田氣象信息檢測(cè) 太陽(yáng)能最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT） μC/OS-II STM32F103微控制器
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP274;TN929.5;TP212.9
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題提出的背景及研究意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 課題主要研究目的13-14
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容14-15
• 1.5 小結(jié)15-16
• 第2章 系統(tǒng)需求分析和總體方案設(shè)計(jì)16-20
• 2.1 系統(tǒng)的需求分析16-17
• 2.2 總體方案設(shè)計(jì)17-18
• 2.3 系統(tǒng)工作原理18-20
• 第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)20-39
• 3.1 農(nóng)田氣象信息檢測(cè)系統(tǒng)終端概述20-21
• 3.2 數(shù)據(jù)采集器的硬件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)21-31
• 3.2.1 微控制器的選擇21-22
• 3.2.2 環(huán)境溫濕度模塊設(shè)計(jì)22-24
• 3.2.3 土壤溫度模塊設(shè)計(jì)24
• 3.2.4 土壤水分和光照模塊設(shè)計(jì)24-27
• 3.2.5 降雨量模塊設(shè)計(jì)27-29
• 3.2.6 風(fēng)速模塊設(shè)計(jì)29-30
• 3.2.7 數(shù)據(jù)采集器電源模塊30-31
• 3.3 太陽(yáng)能供電的設(shè)計(jì)31-33
• 3.4 無(wú)線傳輸設(shè)計(jì)33-38
• 3.5 小結(jié)38-39
• 第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)39-50
• 4.1 軟件設(shè)計(jì)平臺(tái)39
• 4.2 關(guān)鍵技術(shù)39-40
• 4.3 數(shù)據(jù)采集器的程序設(shè)計(jì)40-43
• 4.4 CC2530 的 Z-Stack 協(xié)議棧的開發(fā)43-48
• 4.5 上位機(jī)程序的設(shè)計(jì)48-49
• 4.6 小結(jié)49-50
• 第5章 系統(tǒng)整體測(cè)試50-57
• 5.1 太陽(yáng)能供電系統(tǒng)試驗(yàn)50-51
• 5.2 農(nóng)田氣象信息采集終端的試驗(yàn)51-54
• 5.3 CC2530 無(wú)線試驗(yàn)54-55
• 5.4 系統(tǒng)試驗(yàn)55-57
• 第6章 總結(jié)和展望57-60
• 6.1 總結(jié)57-58
• 6.2 展望58-60
• 參考文獻(xiàn)60-65
• 作者簡(jiǎn)介及科研成果65-66
• 后記和致謝66

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 蔣鵬;;基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的濕地水環(huán)境數(shù)據(jù)視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J];傳感技術(shù)學(xué)報(bào);2009年02期

2 王章權(quán);裘楊杰;;帶MPPT控制的光伏充電控制器的設(shè)計(jì)[J];電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào);2011年06期

3 顏玉華;;耕地紅線是我國(guó)糧食安全生命線[J];調(diào)研世界;2011年04期

4 司海飛;楊忠;王s

本文編號(hào)：546033