溫室作為一種為作物提供適宜生長環(huán)境的設施,是我國重要的農產品培育方式,目前我國的溫室管理科技含量低,現(xiàn)階段還是憑借人力及種植經驗進行管理調控,耗費了大量時間和精力。本文結合我國溫室農業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀設計了一套基于無線傳輸?shù)臏厥覕?shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng),系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集與設備控制端、Zig Bee網關以及上位機數(shù)據(jù)監(jiān)控中心三部分組成,運用Zig Bee技術搭建無線傳感器網絡,結合傳感器模塊實現(xiàn)溫室環(huán)境數(shù)據(jù)的采集和控制,通過由Zig Bee協(xié)調器和STM32微控制器搭建的Zig Bee網關將環(huán)境數(shù)據(jù)上傳到系統(tǒng)服務器中,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測和遠程控制功能,系統(tǒng)也可結合預設的環(huán)境數(shù)據(jù),自動發(fā)送控制指令實現(xiàn)溫室的遠程控制。針對傳統(tǒng)的Zig Bee路由算法中由于RREQ分組洪泛而導致的能量過度損耗和節(jié)點失效的問題,在系統(tǒng)所搭建的Zig Bee無線傳感器網絡中提出了一種適用于無線網絡的Zig Bee路由優(yōu)化算法。算法對Zig Bee節(jié)點路由發(fā)現(xiàn)過程中RREQ分組的廣播方向和廣播范圍加以控制,選擇節(jié)點剩余能量值和LQI值較優(yōu)的節(jié)點轉發(fā)RREQ尋找最優(yōu)路徑,仿真結果表明優(yōu)化后的算法顯著降低了網絡的能耗和節(jié)點的失效概率... 

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要研究內容
2 Zig Bee無線網絡技術
    2.1 Zig Bee技術簡介
        2.1.1 Zig Bee技術特點
        2.1.2 Zig Bee網絡拓撲結構
        2.1.3 Zig Bee技術與其他短距離通信技術的對比
    2.2 Zig Bee協(xié)議介紹
        2.2.1 服務原語
        2.2.2 物理層
        2.2.3 媒體訪問控制層
        2.2.4 網絡層
        2.2.5 應用層
    2.3 Zig Bee網絡組網
    2.4 本章小結
3 Zig Bee路由算法的優(yōu)化
    3.1 Zig Bee地址分配機制
    3.2 Zig Bee路由算法
        3.2.1 Cluster-Tree路由算法
        3.2.2 AODVjr路由算法
    3.3 Zig Bee路由算法優(yōu)化
        3.3.1 LQI及鄰居表的設計
        3.3.2 節(jié)點最小剩余能量定義
        3.3.3 算法改進思路
        3.3.4 改進算法流程
    3.4 改進算法仿真
        3.4.1 NS 2 仿真流程
        3.4.2 改進算法仿真結果分析比較
    3.5 本章小結
4 溫室數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)
    4.1 系統(tǒng)需求分析
        4.1.1 溫室環(huán)境參數(shù)分析
        4.1.2 系統(tǒng)設計需求
        4.1.3 系統(tǒng)功能需求
    4.2 溫室數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)的總體設計
    4.3 系統(tǒng)硬件設計與實現(xiàn)
        4.3.1 傳感器選型
        4.3.2 Zig Bee無線通信模塊CC2530
        4.3.3 終端節(jié)點硬件設計
        4.3.4 路由節(jié)點硬件設計
        4.3.5 Zig Bee網關硬件組成
        4.3.6 供電模塊與繼電器模塊設計
    4.4 系統(tǒng)軟件設計與實現(xiàn)
        4.4.1 開發(fā)環(huán)境
        4.4.2 終端節(jié)點軟件設計
        4.4.3 路由節(jié)點軟件設計
        4.4.4 Zig Bee網關
        4.4.5 數(shù)據(jù)采集軟件設計
        4.4.6 上位機數(shù)據(jù)監(jiān)控中心軟件設計
        4.4.7 溫室遠程控制軟件設計
    4.5 本章小結
5 系統(tǒng)功能測試
    5.1 Zig Bee組網與無線通信測試
    5.2 Zig Bee傳感器網絡性能測試
    5.3 上位機數(shù)據(jù)監(jiān)控中心測試
    5.4 本章小結
6 結論和展望
    6.1 結論
    6.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文


【參考文獻】：
期刊論文
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[4]基于WSN的水產養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設計[J]. 唐逍,陳光化,戴慶華,傅志威.  計算機測量與控制. 2018(10)
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碩士論文
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[3]ZigBee路由算法研究及路燈智能照明系統(tǒng)應用[D]. 胡世界.南昌航空大學 2019
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[6]基于無線傳感網絡農業(yè)大棚環(huán)境智能采集系統(tǒng)研究與開發(fā)[D]. 汪言康.新疆大學 2019
[7]基于Zigbee無線傳感網絡與BP神經網絡算法的空氣質量預測研究[D]. 羅德智.天津工業(yè)大學 2019
[8]基于無線傳感網的溫室大棚環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設計[D]. 王子園.河北科技大學 2019
[9]基于ZigBee的路由算法優(yōu)化研究[D]. 劉多多.西南科技大學 2018
[10]基于云平臺的智能溫室大棚的設計與研究[D]. 王海清.貴州大學 2018



本文編號：3708909