發(fā)布時間：2017-09-27 23:09

  本文關(guān)鍵詞：基于ZigBee無線通信技術(shù)的大棚食用菌生長環(huán)境測控系統(tǒng)的研究

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【摘要】：香菇、平菇和靈芝等食用菌以其豐富的營養(yǎng)價值贏得了各階層消費者的喜愛,經(jīng)濟價值非�？捎^。但是,食用菌這種微生物對生長環(huán)境要求非常嚴格,傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)溫棚通常采用有線通信技術(shù)對環(huán)境進行測控,但是多數(shù)是單因素的測控,而且智能化、自動化程度都不高,這樣就嚴重制約了食用菌產(chǎn)量和品質(zhì)的提高。另外,該方法存在通信線纜鋪設(shè)比較復(fù)雜、線路容易老化、可靠性比較低、維護困難和成本較高等不足,使它很難在設(shè)施農(nóng)業(yè)中推廣和應(yīng)用。ZigBee無線通信技術(shù)以其布點施工簡單、組網(wǎng)容易、功耗和成本低等優(yōu)點,在交通物流、物業(yè)和環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。本文在查閱文獻資料和到食用菌大棚生產(chǎn)基地做了仔細調(diào)查的基礎(chǔ)上,對實際生產(chǎn)需求進行了充分的分析,并完成了一定的試驗與測試后,提出了一套基于ZigBee技術(shù)的食用菌大棚監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計方案,即：建立無線傳感網(wǎng)放在大棚現(xiàn)場,通過外接上位機,實現(xiàn)大棚的遠程監(jiān)控。整個系統(tǒng)包括傳感(溫度、濕度、光照和CO2濃度等)終端節(jié)點、控制終端節(jié)點、路由節(jié)點、網(wǎng)關(guān)(協(xié)調(diào)器)和上位機監(jiān)控系統(tǒng)。首先,設(shè)計了一套基于ZigBee無線通信技術(shù)的大棚食用菌測控硬件平臺,其中協(xié)調(diào)器與網(wǎng)關(guān)集成在一起,對下負責(zé)組建網(wǎng)絡(luò)和管理傳感網(wǎng)絡(luò)中各個設(shè)備,對上負責(zé)與監(jiān)控軟件系統(tǒng)通訊,傳感節(jié)點負責(zé)采集環(huán)境參數(shù),控制節(jié)點負責(zé)執(zhí)行控制指令,路由節(jié)點負責(zé)網(wǎng)內(nèi)通信路由。根據(jù)各節(jié)點的功能要求,選擇CC2530F256芯片作為ZigBee核心處理器,選擇DHT11為溫濕度傳感器等,每個節(jié)點硬件構(gòu)架均采用基本功能模塊做成的基板加上ZigBee基本單元模塊插板構(gòu)成。其次,在硬件設(shè)計的基礎(chǔ)上,基于Z-track協(xié)議棧,根據(jù)功能要求分別對傳感終端節(jié)點、控制終端節(jié)點、路由節(jié)點、網(wǎng)關(guān)(協(xié)調(diào)器)進行程序設(shè)計。再次,采用Visual Studio 2010開發(fā)工具開發(fā)了上位機監(jiān)控軟件系統(tǒng),實現(xiàn)大棚環(huán)境參數(shù)、設(shè)備運行狀況的實時顯示及自動控制等功能。最后,對系統(tǒng)相關(guān)模塊進行調(diào)試,測試結(jié)果表明,無論是ZigBee協(xié)調(diào)器組網(wǎng)、數(shù)據(jù)采集,還是上位機監(jiān)控,整個系統(tǒng)運行正常。
【關(guān)鍵詞】：環(huán)境參數(shù) ZigBee技術(shù) 大棚 監(jiān)控系統(tǒng) 設(shè)計
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S646;S626;TN92
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 前言10-18
• 1.1 課題研究背景和意義10-11
• 1.1.1 課題研究背景10-11
• 1.1.2 課題研究意義11
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀分析11-12
• 1.2.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀分析12-15
• 1.3 主要內(nèi)容15-16
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)16-18
• 第二章 系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)設(shè)計18-22
• 2.1 食用菌溫室大棚結(jié)構(gòu)模型設(shè)計18-19
• 2.2 食用菌溫室大棚無線監(jiān)控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)19
• 2.3 食用菌溫室大棚環(huán)境參數(shù)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)19-21
• 2.4 本章小結(jié)21-22
• 第三章 基于ZigBee技術(shù)的監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計22-42
• 3.1 傳感器22-24
• 3.1.1 傳感器結(jié)構(gòu)22
• 3.1.2 傳感器分類22-23
• 3.1.3 食用菌大棚監(jiān)控系統(tǒng)傳感器的選擇23-24
• 3.2 ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)24-32
• 3.2.1 ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)介紹24-25
• 3.2.2 IEEE802.15.425
• 3.2.3 ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)25-26
• 3.2.4 ZigBee協(xié)議棧26-32
• 3.3 系統(tǒng)硬件介紹32-40
• 3.3.1 核心芯片介紹32-34
• 3.3.2 無線傳感網(wǎng)絡(luò)功能設(shè)備硬件設(shè)計34
• 3.3.3 CC2530F256核心模塊硬件設(shè)計34-35
• 3.3.4 傳感終端節(jié)點功能設(shè)備硬件設(shè)計35-37
• 3.3.5 控制器節(jié)點硬件設(shè)計37-38
• 3.3.6 無線網(wǎng)關(guān)硬件設(shè)計38-40
• 3.4 監(jiān)控終端網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃40-41
• 3.5 本章小結(jié)41-42
• 第四章 ZigBee通信網(wǎng)的程序設(shè)計42-62
• 4.1 ZigBee無線通信程序設(shè)計42-56
• 4.1.1 ZigBee協(xié)議棧的設(shè)備選型43-45
• 4.1.2 ZigBee協(xié)議棧結(jié)構(gòu)分析45-49
• 4.1.3 協(xié)調(diào)器組建網(wǎng)絡(luò)和接收數(shù)據(jù)49-53
• 4.1.4 傳感節(jié)點入網(wǎng)和采集并發(fā)送數(shù)據(jù)53-54
• 4.1.5 執(zhí)行控制節(jié)點程序流程分析54-55
• 4.1.6 傳感器采集數(shù)據(jù)的程序流程分析55-56
• 4.2 網(wǎng)關(guān)與PC通信協(xié)議設(shè)計分析56-61
• 4.3 本章小結(jié)61-62
• 第五章 系統(tǒng)監(jiān)控軟件設(shè)計62-72
• 5.1 系統(tǒng)監(jiān)控軟件系統(tǒng)構(gòu)架62-63
• 5.2 系統(tǒng)監(jiān)控軟件人機交互界面63-69
• 5.2.1 系統(tǒng)監(jiān)控軟件登陸界面63-64
• 5.2.2 系統(tǒng)監(jiān)控軟件實時顯示界面64-65
• 5.2.3 系統(tǒng)監(jiān)控軟件報警設(shè)置界面65
• 5.2.4 系統(tǒng)監(jiān)控軟件歷史曲線查詢界面65-66
• 5.2.5 系統(tǒng)監(jiān)控軟件歷史數(shù)據(jù)查詢界面66-67
• 5.2.6 系統(tǒng)監(jiān)控軟件程序流程圖67-69
• 5.3 串口程序的設(shè)計69-71
• 5.4 本章小結(jié)71-72
• 第六章 系統(tǒng)測試及結(jié)果分析72-80
• 6.1 驅(qū)動軟件安裝72-75
• 6.2 組網(wǎng)測試75-76
• 6.3 監(jiān)控軟件運行測試76-79
• 6.4 本章小結(jié)79-80
• 第七章 結(jié)論80-82
• 參考文獻82-85
• 致謝85-86
• 在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和研究成果86

【參考文獻】

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本文編號：932405