異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)下溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究開(kāi)發(fā)與應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2020-12-10 07:03
設(shè)施農(nóng)業(yè)已經(jīng)成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的研究熱點(diǎn)。溫室監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用為設(shè)施農(nóng)業(yè)提供了物質(zhì)基礎(chǔ),使其有了很快的發(fā)展;谟芯傳輸?shù)膫鹘y(tǒng)監(jiān)測(cè)手段存在著布線復(fù)雜、靈活性差、維護(hù)困難等局限性。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensors Network,WSN)以其組網(wǎng)靈活、低成本、低功耗的優(yōu)勢(shì)可以很好地應(yīng)對(duì)這些問(wèn)題。但是現(xiàn)有無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)技術(shù)大多采用單一的ZigBee協(xié)議,不太適合用于長(zhǎng)距離傳輸。本文根據(jù)溫室作物生長(zhǎng)所需環(huán)境參數(shù)的要求,構(gòu)建了一種基于ZigBee和GPRS的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò),搭建基于ZigBee的硬件平臺(tái)對(duì)溫室內(nèi)溫度、濕度、光照強(qiáng)度和二氧化碳濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè),通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)測(cè)中心,實(shí)現(xiàn)了對(duì)多個(gè)溫室環(huán)境的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)硬件平臺(tái)的搭建。應(yīng)溫室監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的要求,對(duì)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了多參數(shù)、微型化、低功耗設(shè)計(jì)。系統(tǒng)選用CC2530作為主控芯片,設(shè)計(jì)了三種功能節(jié)點(diǎn),終端節(jié)點(diǎn)、協(xié)調(diào)器網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和路由節(jié)點(diǎn)。終端節(jié)點(diǎn)完成對(duì)原始數(shù)據(jù)的采集,選用SHT10數(shù)字溫濕度傳感器、BPW34s光照傳感器以及MG811二氧化碳濃度傳感器設(shè)計(jì)采集電路。協(xié)調(diào)器網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)完成ZigBee...
【文章來(lái)源】:太原理工大學(xué)山西省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:72 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 課題研究的目的與意義
1.2 農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 國(guó)外現(xiàn)狀
1.2.2 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀
1.3 論文研究的主要內(nèi)容以及基本的結(jié)構(gòu)
第二章 農(nóng)業(yè)溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分析和體系結(jié)構(gòu)
2.1 系統(tǒng)需求分析
2.2 農(nóng)作物生長(zhǎng)的因素
2.3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述
2.3.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)
2.3.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)
2.3.3 無(wú)線通信技術(shù)簡(jiǎn)介
2.3.4 基于ZigBee和GPRS的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)
2.4 總體方案設(shè)計(jì)
2.5 本章小結(jié)
第三章 系統(tǒng)硬件平臺(tái)的搭建
3.1 傳感器節(jié)點(diǎn)的整體規(guī)劃
3.2 基礎(chǔ)模塊的設(shè)計(jì)
3.2.1 主控模塊設(shè)計(jì)
3.2.2 無(wú)線通信模塊設(shè)計(jì)
3.2.3 電源模塊設(shè)計(jì)
3.3 特殊模塊設(shè)計(jì)
3.3.1 溫濕度采集模塊設(shè)計(jì)
3.3.2 光照強(qiáng)度采集模塊設(shè)計(jì)
3.3.3 二氧化碳濃度采集模塊設(shè)計(jì)
3.3.4 GPRS模塊設(shè)計(jì)
3.4 本章小結(jié)
第四章 基于Z-Stack協(xié)議棧的組網(wǎng)設(shè)計(jì)
4.1 IAR EW8051集成開(kāi)發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介
4.2 Z-Stack協(xié)議棧
4.3 協(xié)調(diào)器網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)程序設(shè)計(jì)
4.3.1 多網(wǎng)并存設(shè)計(jì)
4.3.2 串口通信設(shè)計(jì)
4.4 終端節(jié)點(diǎn)程序設(shè)計(jì)
4.5 路由節(jié)點(diǎn)程序設(shè)計(jì)
4.6 本章小結(jié)
第五章 上位機(jī)監(jiān)測(cè)平臺(tái)設(shè)計(jì)
5.1 監(jiān)測(cè)平臺(tái)的整體架構(gòu)
5.2 基于SQL Server 2012數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建
5.2.1 SQL Server 2012簡(jiǎn)介
5.2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)架構(gòu)設(shè)計(jì)
5.2.3 數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)
5.3 基于Visual Studio 2012軟件設(shè)計(jì)
5.3.1 Visual Studio 2012簡(jiǎn)介
5.3.2 數(shù)據(jù)接收模塊設(shè)計(jì)
5.3.3 監(jiān)測(cè)平臺(tái)界面設(shè)計(jì)
5.4 本章小節(jié)
第六章 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與性能測(cè)試
6.1 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)
6.2 系統(tǒng)性能測(cè)試
6.2.1 通信性能測(cè)試
6.2.2 上位機(jī)數(shù)據(jù)接收測(cè)試
6.2.3 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)間干擾測(cè)試
6.3 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
7.1 工作總結(jié)
7.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]美國(guó)七成農(nóng)場(chǎng)“觸網(wǎng)” 智慧農(nóng)業(yè)帶來(lái)“綠色革命”[J]. 彭海容. 中國(guó)食品. 2015(21)
[2]基于ZigBee的煤礦主通風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 孟軍. 現(xiàn)代礦業(yè). 2015(08)
[3]信息化教學(xué)手段在《C#程序設(shè)計(jì)》課程中的運(yùn)用[J]. 平金珍,王茜,于莉莉. 信息通信. 2015(07)
[4]智慧農(nóng)業(yè)將讓農(nóng)民消失 未來(lái)“開(kāi)心農(nóng)場(chǎng)”誰(shuí)當(dāng)大玩家[J]. 劉國(guó)偉. 環(huán)境與生活. 2015(07)
[5]荷蘭農(nóng)業(yè)發(fā)展特點(diǎn)及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)[J]. 龍吉澤. 時(shí)代農(nóng)機(jī). 2015(05)
[6]關(guān)于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)蔬菜栽培技術(shù)要點(diǎn)分析[J]. 郭云仙. 農(nóng)業(yè)與技術(shù). 2015(08)
[7]無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究現(xiàn)狀及應(yīng)用[J]. 趙娜. 電腦與電信. 2015(04)
[8]基于Zstack的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信研究[J]. 劉順勇,溫懷,趙麗. 重慶第二師范學(xué)院學(xué)報(bào). 2014(06)
[9]美國(guó):農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)將引領(lǐng)下一個(gè)農(nóng)業(yè)時(shí)代[J]. 劉凡,蔣寒露. 農(nóng)村.農(nóng)業(yè).農(nóng)民(A版). 2014(08)
[10]聯(lián)接農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)[J]. 周路菡. 新經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊. 2014(03)
博士論文
[1]無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合與目標(biāo)跟蹤研究及其應(yīng)用[D]. 屈劍鋒.重慶大學(xué) 2009
[2]精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式選擇與評(píng)價(jià)研究[D]. 侯建平.天津大學(xué) 2007
碩士論文
[1]新華社多媒體數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)初探[D]. 齊泓鑫.吉林大學(xué) 2014
[2]遠(yuǎn)程多參數(shù)農(nóng)業(yè)溫室數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D]. 馬迪.哈爾濱理工大學(xué) 2014
[3]基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 杜元生.南京航空航天大學(xué) 2013
[4]基于DV-HOP算法的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)研究[D]. 李雪梅.太原理工大學(xué) 2012
[5]一種無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 李長(zhǎng)鋒.大連海事大學(xué) 2011
[6]基于蟻群算法的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇路由算法[D]. 張海娟.西北大學(xué) 2010
[7]基于ZigBee的短距離無(wú)線通訊技術(shù)研究[D]. 李麗麗.中北大學(xué) 2010
[8]基于CC2431的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的研究[D]. 張轉(zhuǎn)成.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009
[9]植物可視化建模中光照對(duì)植物生長(zhǎng)的影響[D]. 雷鵬飛.重慶大學(xué) 2008
本文編號(hào):2908284
【文章來(lái)源】:太原理工大學(xué)山西省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:72 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 課題研究的目的與意義
1.2 農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 國(guó)外現(xiàn)狀
1.2.2 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀
1.3 論文研究的主要內(nèi)容以及基本的結(jié)構(gòu)
第二章 農(nóng)業(yè)溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分析和體系結(jié)構(gòu)
2.1 系統(tǒng)需求分析
2.2 農(nóng)作物生長(zhǎng)的因素
2.3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述
2.3.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)
2.3.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)
2.3.3 無(wú)線通信技術(shù)簡(jiǎn)介
2.3.4 基于ZigBee和GPRS的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)
2.4 總體方案設(shè)計(jì)
2.5 本章小結(jié)
第三章 系統(tǒng)硬件平臺(tái)的搭建
3.1 傳感器節(jié)點(diǎn)的整體規(guī)劃
3.2 基礎(chǔ)模塊的設(shè)計(jì)
3.2.1 主控模塊設(shè)計(jì)
3.2.2 無(wú)線通信模塊設(shè)計(jì)
3.2.3 電源模塊設(shè)計(jì)
3.3 特殊模塊設(shè)計(jì)
3.3.1 溫濕度采集模塊設(shè)計(jì)
3.3.2 光照強(qiáng)度采集模塊設(shè)計(jì)
3.3.3 二氧化碳濃度采集模塊設(shè)計(jì)
3.3.4 GPRS模塊設(shè)計(jì)
3.4 本章小結(jié)
第四章 基于Z-Stack協(xié)議棧的組網(wǎng)設(shè)計(jì)
4.1 IAR EW8051集成開(kāi)發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介
4.2 Z-Stack協(xié)議棧
4.3 協(xié)調(diào)器網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)程序設(shè)計(jì)
4.3.1 多網(wǎng)并存設(shè)計(jì)
4.3.2 串口通信設(shè)計(jì)
4.4 終端節(jié)點(diǎn)程序設(shè)計(jì)
4.5 路由節(jié)點(diǎn)程序設(shè)計(jì)
4.6 本章小結(jié)
第五章 上位機(jī)監(jiān)測(cè)平臺(tái)設(shè)計(jì)
5.1 監(jiān)測(cè)平臺(tái)的整體架構(gòu)
5.2 基于SQL Server 2012數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建
5.2.1 SQL Server 2012簡(jiǎn)介
5.2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)架構(gòu)設(shè)計(jì)
5.2.3 數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)
5.3 基于Visual Studio 2012軟件設(shè)計(jì)
5.3.1 Visual Studio 2012簡(jiǎn)介
5.3.2 數(shù)據(jù)接收模塊設(shè)計(jì)
5.3.3 監(jiān)測(cè)平臺(tái)界面設(shè)計(jì)
5.4 本章小節(jié)
第六章 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與性能測(cè)試
6.1 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)
6.2 系統(tǒng)性能測(cè)試
6.2.1 通信性能測(cè)試
6.2.2 上位機(jī)數(shù)據(jù)接收測(cè)試
6.2.3 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)間干擾測(cè)試
6.3 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
7.1 工作總結(jié)
7.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]美國(guó)七成農(nóng)場(chǎng)“觸網(wǎng)” 智慧農(nóng)業(yè)帶來(lái)“綠色革命”[J]. 彭海容. 中國(guó)食品. 2015(21)
[2]基于ZigBee的煤礦主通風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 孟軍. 現(xiàn)代礦業(yè). 2015(08)
[3]信息化教學(xué)手段在《C#程序設(shè)計(jì)》課程中的運(yùn)用[J]. 平金珍,王茜,于莉莉. 信息通信. 2015(07)
[4]智慧農(nóng)業(yè)將讓農(nóng)民消失 未來(lái)“開(kāi)心農(nóng)場(chǎng)”誰(shuí)當(dāng)大玩家[J]. 劉國(guó)偉. 環(huán)境與生活. 2015(07)
[5]荷蘭農(nóng)業(yè)發(fā)展特點(diǎn)及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)[J]. 龍吉澤. 時(shí)代農(nóng)機(jī). 2015(05)
[6]關(guān)于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)蔬菜栽培技術(shù)要點(diǎn)分析[J]. 郭云仙. 農(nóng)業(yè)與技術(shù). 2015(08)
[7]無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究現(xiàn)狀及應(yīng)用[J]. 趙娜. 電腦與電信. 2015(04)
[8]基于Zstack的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信研究[J]. 劉順勇,溫懷,趙麗. 重慶第二師范學(xué)院學(xué)報(bào). 2014(06)
[9]美國(guó):農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)將引領(lǐng)下一個(gè)農(nóng)業(yè)時(shí)代[J]. 劉凡,蔣寒露. 農(nóng)村.農(nóng)業(yè).農(nóng)民(A版). 2014(08)
[10]聯(lián)接農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)[J]. 周路菡. 新經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊. 2014(03)
博士論文
[1]無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合與目標(biāo)跟蹤研究及其應(yīng)用[D]. 屈劍鋒.重慶大學(xué) 2009
[2]精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式選擇與評(píng)價(jià)研究[D]. 侯建平.天津大學(xué) 2007
碩士論文
[1]新華社多媒體數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)初探[D]. 齊泓鑫.吉林大學(xué) 2014
[2]遠(yuǎn)程多參數(shù)農(nóng)業(yè)溫室數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D]. 馬迪.哈爾濱理工大學(xué) 2014
[3]基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 杜元生.南京航空航天大學(xué) 2013
[4]基于DV-HOP算法的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)研究[D]. 李雪梅.太原理工大學(xué) 2012
[5]一種無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 李長(zhǎng)鋒.大連海事大學(xué) 2011
[6]基于蟻群算法的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇路由算法[D]. 張海娟.西北大學(xué) 2010
[7]基于ZigBee的短距離無(wú)線通訊技術(shù)研究[D]. 李麗麗.中北大學(xué) 2010
[8]基于CC2431的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的研究[D]. 張轉(zhuǎn)成.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009
[9]植物可視化建模中光照對(duì)植物生長(zhǎng)的影響[D]. 雷鵬飛.重慶大學(xué) 2008
本文編號(hào):2908284
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