水是農(nóng)業(yè)的命脈,水資源狀況和利用水平已成為評價一個國家、一個地區(qū)的經(jīng)濟(jì)能否持續(xù)發(fā)展的重要指標(biāo)之一。我國作為一個發(fā)展中國家,同時面臨著水資源匱乏、水利用效率低等問題,水資源危機(jī)已經(jīng)成為制約我國經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的瓶頸因素之一。隨著計算機(jī)技術(shù)、無線通信技術(shù)及自動控制技術(shù)的發(fā)展,實現(xiàn)高效、精確、實時的自動控制將成為我國自動灌溉系統(tǒng)的發(fā)展方向。我國現(xiàn)有的灌溉技術(shù)還比較落后,采用的有線測控系統(tǒng)存在布線多、布線復(fù)雜、布線成本高等缺點,這些缺點不僅給農(nóng)田耕作帶來不便,更難以在生產(chǎn)實際中應(yīng)用推廣。本文研究的自動灌溉系統(tǒng)是建立在基于ZigBee技術(shù)的無線通信平臺之上的,它構(gòu)建了一個網(wǎng)狀型網(wǎng)絡(luò),其包括無線網(wǎng)關(guān)節(jié)點、無線路由節(jié)和點無線傳感節(jié)點等類型的設(shè)備。在該系統(tǒng)中,通過設(shè)置在監(jiān)控區(qū)域的土壤溫濕度傳感器,實時獲得監(jiān)控區(qū)域的土壤溫度和濕度等參數(shù)數(shù)據(jù),通過基于ZigBee技術(shù)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)上,上位機(jī)界面應(yīng)用LabVIEW軟件開發(fā)。同時根據(jù)灌溉的特點,以土壤溫度和濕度為輸入變量,以灌溉時間為輸出變量,采用模糊控制技術(shù)進(jìn)行模糊化、模糊推理和解模糊,得到模糊控制表,并將這個表存儲到上位機(jī)中,根據(jù)接收到的土... 

【文章來源】：天津科技大學(xué)天津市

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 前言
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外自動灌溉系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 課題的提出及研究內(nèi)容
        1.3.1 課題的提出
        1.3.2 課題研究的主要內(nèi)容
2 系統(tǒng)總體設(shè)計方案
    2.1 無線通信技術(shù)的引入
    2.2 系統(tǒng)總體設(shè)計方案
3 精確自動灌溉系統(tǒng)的硬件設(shè)計
    3.1 微處理器的硬件設(shè)計
    3.2 數(shù)據(jù)采集模塊的硬件設(shè)計
        3.2.1 土壤溫濕度傳感器的選型
        3.2.2 傳感器硬件電路原理圖
    3.3 基于ZigBee技術(shù)的無線通信系統(tǒng)的構(gòu)建及其硬件設(shè)計
        3.3.1 ZigBee技術(shù)的主要特點
        3.3.2 ZigBee網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
        3.3.3 無線傳感節(jié)點的硬件設(shè)計
            3.3.3.1 ZigBee模塊的選型
            3.3.3.2 ZigBee模塊的電路原理圖
        3.3.4 無線網(wǎng)關(guān)節(jié)點的硬件設(shè)計
    3.4 控制模塊的硬件設(shè)計
    3.5 GSM網(wǎng)絡(luò)的硬件設(shè)計
        3.5.1 GSM模塊簡介
        3.5.2 GSM模塊接口設(shè)計
        3.5.3 指示燈電路
        3.5.4 SIM卡電路
    3.6 多串口擴(kuò)展模塊的硬件設(shè)計
    3.7 串口通信模塊的硬件設(shè)計
    3.8 硬件電路的抗干擾措施
        3.8.1 設(shè)置去耦電容
        3.8.2 布線設(shè)計
        3.8.3 印制板輻射噪聲及其抑制
4 精確自動灌溉系統(tǒng)的控制策略
    4.1 模糊控制的概述
    4.2 模糊控制器的設(shè)計
        4.2.1 模糊化
        4.2.2 模糊規(guī)則的建立
        4.2.3 解模糊
5 精確自動灌溉系統(tǒng)的軟件設(shè)計
    5.1 下位機(jī)軟件設(shè)計
        5.1.1 數(shù)據(jù)采集與控制
        5.1.2 短消息程序設(shè)計
            5.1.2.1 AT命令
            5.1.2.2 短消息的接收
    5.2 上位機(jī)軟件設(shè)計
        5.2.1 虛擬儀器的概述
            5.2.1.1 虛擬儀器的概念和特點
            5.2.1.2 虛擬儀器的關(guān)鍵技術(shù)
        5.2.2 虛擬儀器開發(fā)平臺LabVIEW
            5.2.2.1 LabVIEW簡介
            5.2.2.2 LabVIEW應(yīng)用程序的構(gòu)成
        5.2.3 安全設(shè)計
        5.2.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計
        5.2.5 數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)
            5.2.5.1 ODBC技術(shù)
            5.2.5.2 ADO技術(shù)
            5.2.5.3 數(shù)據(jù)源的建立
            5.2.5.4 LabVIEW實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫訪問
        5.2.6 利用LabVIEW實現(xiàn)串口通信
6 系統(tǒng)的運(yùn)行測試
    6.1 用戶登錄
    6.2 系統(tǒng)用戶界面
7 總結(jié)
8 展望
9 參考文獻(xiàn)
10 學(xué)位攻讀期間論文發(fā)表情況
11 致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于ZigBee技術(shù)的無線自動滴灌系統(tǒng)設(shè)計[J]. 郭毓靈,寧芊.  節(jié)水灌溉. 2011(02)
[2]無線電臺抗復(fù)雜電磁干擾的幾點措施[J]. 江振華.  四川兵工學(xué)報. 2010(06)
[3]單片機(jī)模糊控制節(jié)水灌溉系統(tǒng)設(shè)計[J]. 王曉健.  安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2010(01)
[4]基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)[J]. 高軍,豐光銀,黃彩梅.  現(xiàn)代電子技術(shù). 2010(01)
[5]基于GPRS/SMS和μC/OS的都市綠地精準(zhǔn)灌溉控制系統(tǒng)[J]. 章軍富,陳峻崎,胡劍非,趙燕東.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2009(09)
[6]模糊控制技術(shù)在節(jié)水灌溉中的應(yīng)用[J]. 尹輝娟,史智興.  安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2009(23)
[7]模糊控制理論綜述[J]. 楚焱芳,張瑞華.  科技信息. 2009(20)
[8]ZigBee在作物種植環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用[J]. 代媛,楊龍,何東健.  微計算機(jī)信息. 2009(02)
[9]自動監(jiān)控技術(shù)在設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用系列(七) 節(jié)水灌溉監(jiān)測控制系統(tǒng)在設(shè)施生產(chǎn)中的研究與應(yīng)用(上)[J]. 王成,侯瑞鋒,張馨.  農(nóng)業(yè)工程技術(shù)(溫室園藝). 2008(10)
[10]基于WSN的青藏鐵路溫度監(jiān)測系統(tǒng)研究[J]. 尤著宏,李帥,孔令成,張志華,江凱,劉曉.  自動化與儀表. 2008(09)

碩士論文
[1]基于ZigBee技術(shù)的綠地自動灌溉控制系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D]. 王淑珍.浙江大學(xué) 2010
[2]城市草坪智能化灌溉系統(tǒng)研究[D]. 王毅.西安建筑科技大學(xué) 2008



本文編號：3165892