本文關(guān)鍵詞：基于物聯(lián)網(wǎng)—太陽能的智能溫室系統(tǒng)設(shè)計

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【摘要】：東北冬季漫長,現(xiàn)有傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)溫室供暖主要依靠煤、電或秸稈等,其成本高并經(jīng)常帶來污染,導(dǎo)致利用率和生產(chǎn)效率不高。在溫室的信息化和智能化以及能源供給方面的改造任重道遠(yuǎn)。本研究提出物聯(lián)網(wǎng)智能溫室解決方案,利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和太陽能新能源技術(shù)利用無線采控技術(shù)。擬解決溫室供暖和信息采集和控制問題。主要研究內(nèi)容有(1)為了改變以往被動式太陽能溫室為主動式太陽能溫室,設(shè)計了太陽能光伏發(fā)電控制系統(tǒng),對整體的供電系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計,滿足溫室大棚基本LED補(bǔ)光需求、部分供暖和設(shè)備供電。(2)基于信息采集無線傳感器節(jié)點,對Zigbee無線傳感器自組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了設(shè)計,在協(xié)議棧2007軟件層基于硬件抽象的思想分模塊編寫了自組網(wǎng)和數(shù)據(jù)信息的收發(fā)驅(qū)動程序。(3)以S3C2440芯片為核心設(shè)計了一個嵌入式網(wǎng)關(guān)平臺,基于B/S模式,在網(wǎng)關(guān)平臺上用了專家數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)同采集的數(shù)據(jù),編寫了電機(jī)的控制代碼,移植了嵌入式系統(tǒng)和小型WEB服務(wù)器,編寫了linux串口收發(fā)數(shù)據(jù)程序,設(shè)計了一個可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程WEB登陸訪問的網(wǎng)頁,在觸摸屏界面設(shè)計了一個QT/E的界面,結(jié)合sqlite數(shù)據(jù)庫可以現(xiàn)場查看和歷史查詢。這個系統(tǒng)具有性能優(yōu)良,總體造價低,人機(jī)界面操作簡單,移植性好等優(yōu)點。物聯(lián)網(wǎng)與太陽能現(xiàn)代信息農(nóng)業(yè)大棚的市場是廣闊的,種植的蔬菜不僅可以供給當(dāng)?shù)?也可以銷往內(nèi)蒙、俄羅斯等高寒區(qū)域。
【關(guān)鍵詞】：物聯(lián)網(wǎng) 太陽能 無線傳感網(wǎng)絡(luò) 嵌入式 遠(yuǎn)程
【學(xué)位授予單位】：齊齊哈爾大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP391.44;TN929.5;TM615
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 1 緒論11-17
• 1.1 課題的背景及意義11-12
• 1.2 課題國內(nèi)外研究和分析12-14
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀和分析13-14
• 1.3 傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)溫室信息化和現(xiàn)代化大棚發(fā)展趨勢14-15
• 1.4 主要研究內(nèi)容和章節(jié)安排15-17
• 1.4.1 本文的主要研究內(nèi)容15-16
• 1.4.2 本文的章節(jié)安排16-17
• 2 智能溫室整體框架和系統(tǒng)總體方案設(shè)計17-30
• 2.1 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計17-18
• 2.1.1 總體模式設(shè)計17-18
• 2.1.2 系統(tǒng)功能設(shè)計18
• 2.2 溫室大棚環(huán)境參數(shù)影響和控制分析18-22
• 2.2.1 溫濕度對植物的影響19
• 2.2.2 光照對植物的影響19-20
• 2.2.3 二氧化碳對植物的影響20
• 2.2.4 系統(tǒng)控制分析20-22
• 2.3 主控平臺的選型22-25
• 2.3.1 硬件選型22-24
• 2.3.2 軟件方案24-25
• 2.4 Zig Bee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計25-27
• 2.5 無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點27-29
• 2.5.1 無線通信技術(shù)27-28
• 2.5.2 Zig Bee無線通信節(jié)點選型28-29
• 2.6 混合能源供電系統(tǒng)29
• 2.7 小結(jié)29-30
• 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計30-44
• 3.1 環(huán)境因子采集節(jié)點設(shè)計30-38
• 3.1.1 節(jié)點供電電源電路31-32
• 3.1.2 無線終端電路最小系統(tǒng)32-33
• 3.1.3 光照采集設(shè)計33
• 3.1.4 溫濕度接口電路設(shè)計33-35
• 3.1.5 二氧化碳接口電路設(shè)計35-38
• 3.1.6 OLED顯示屏接口電路設(shè)計38
• 3.2 核心控制電路模塊設(shè)計38-42
• 3.2.1 LCD顯示屏接口電路設(shè)計38-39
• 3.2.2 100M網(wǎng)卡接口電路設(shè)計39-40
• 3.2.3 Zig Bee控制接口設(shè)計40-41
• 3.2.4 ARM和Zig Bee接口電路設(shè)計41-42
• 3.3 LED電路、太陽能供電電路設(shè)計42-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計44-63
• 4.1 系統(tǒng)軟件總體框架44
• 4.2 嵌入式linux系統(tǒng)的移植44-50
• 4.2.1 bootloader的移植45-47
• 4.2.2 linux內(nèi)核的定制47-49
• 4.2.3 文件系統(tǒng)的制作49-50
• 4.3 Zig Bee無線傳感器組網(wǎng)50-51
• 4.4 Zig Bee數(shù)據(jù)采集和控制程序設(shè)計51-58
• 4.4.1 Zig Bee工程優(yōu)化設(shè)計52-53
• 4.4.2 Zig Bee數(shù)據(jù)采集驅(qū)動程序設(shè)計53-57
• 4.4.3 Zig Bee控制程序設(shè)計57-58
• 4.5 人機(jī)界面設(shè)計58-62
• 4.5.1 WEB服務(wù)器的搭建58-60
• 4.5.2 QT界面設(shè)計60-61
• 4.5.3 sqlite小型數(shù)據(jù)庫移植61-62
• 4.6 本章小結(jié)62-63
• 5 性能測試和總結(jié)展望63-75
• 5.1 模型硬件性能測試63-64
• 5.1.1 模型搭載63-64
• 5.1.2 太陽能模塊測試64
• 5.2 模塊軟件性能測試64-67
• 5.2.1 溫濕度模塊的組裝測試64-65
• 5.2.2 光照強(qiáng)度、二氧化碳模塊的組裝測試65-66
• 5.2.3 環(huán)境因子整體測試66-67
• 5.2.4 控制部分測試67
• 5.2.5 串口數(shù)據(jù)收發(fā)67
• 5.3 CC2530模塊數(shù)據(jù)傳輸功耗和穩(wěn)定性測試67-70
• 5.3.1 瞬間工作狀態(tài)下數(shù)據(jù)傳輸功耗測試67-69
• 5.3.2 CC2530誤碼率測試69
• 5.3.3 CC2530通信距離測試69-70
• 5.4 整體效果顯示70-74
• 5.5 小結(jié)74-75
• 結(jié)論75-76
• 參考文獻(xiàn)76-80
• 附錄80-85
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況85-86
• 致謝86-87

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本文編號：670583