發(fā)布時間：2020-08-27 08:02

【摘要】：隨著工業(yè)4.0時代的到來,社會各行各業(yè)都在朝著智能化的方向快速發(fā)展,工業(yè)4.0架構(gòu)的應(yīng)用也越來越廣泛,其在溫室大棚監(jiān)控系統(tǒng)中也得到了應(yīng)用,并且與傳統(tǒng)的溫室大棚監(jiān)控系統(tǒng)相比,穩(wěn)定性好、準確性高、響應(yīng)控制速度快。本文首先結(jié)合國內(nèi)外溫室大棚的發(fā)展現(xiàn)狀以及當前工業(yè)4.0架構(gòu)的實際應(yīng)用,介紹了將工業(yè)4.0架構(gòu)應(yīng)用于溫室大棚監(jiān)控系統(tǒng)中所需用到的一些關(guān)鍵技術(shù),包括:工業(yè)4.0、WSN和ZigBee。接著分析系統(tǒng)的功能需求并得出總體設(shè)計方案。本課題介紹的溫室大棚監(jiān)控系統(tǒng)是針對多個溫室大棚設(shè)計的,在其中任意一個溫室大棚內(nèi)搭建的下位機監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)是由ZigBee無線路由器節(jié)點、ZigBee無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點和ZigBee無線控制節(jié)點這3類節(jié)點共同組成的ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。ZigBee無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點和ZigBee無線控制節(jié)點的PCB使用Altium Designer 14完成設(shè)計,軟件部分使用Keil μVision5完成開發(fā)。整個監(jiān)控系統(tǒng)的上位機智能信息管理系統(tǒng)在Android Studio 4.0下完成設(shè)計開發(fā),并應(yīng)用于平板電腦端,服務(wù)器端使用Mysql 5.7版本的對象關(guān)系型數(shù)據(jù)庫,并通過MQTT協(xié)議分別實現(xiàn)與平板電腦端以及與網(wǎng)絡(luò)交換機的通信。上位機和下位機之間的通信通過網(wǎng)絡(luò)交換機實現(xiàn)。最后在確保監(jiān)控系統(tǒng)的各部分已經(jīng)連網(wǎng)后,檢查監(jiān)控系統(tǒng)各組成部分的功能是否滿足需求,再實地安裝并調(diào)試監(jiān)控系統(tǒng)。調(diào)試結(jié)果表明,監(jiān)控系統(tǒng)能實現(xiàn)對溫室大棚內(nèi)部各環(huán)境參數(shù)的監(jiān)控功能。
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S625;TP277
【圖文】：

逡逑ＷＳＮ從自然分層的角度可以分為３個部分：終端局域網(wǎng)絡(luò)部分、骨干傳輸逡逑網(wǎng)絡(luò)部分和業(yè)務(wù)管理網(wǎng)絡(luò)部分，如圖２－１所示。逡逑終端局域網(wǎng)絡(luò)是ＷＳＮ中最重要的部分，它具有不同于其它通信系統(tǒng)的核逡逑心功能�，F(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)的終端指的是對等通信協(xié)議的終結(jié)點，例如固定電話、逡逑手機，這些傳統(tǒng)的終端都是一個個完整的設(shè)備實體，終端局域網(wǎng)絡(luò)是ＷＳＮ對逡逑終端概念的拓展延伸，基本定義是多個無線設(shè)備以自組織方式相連并通過網(wǎng)關(guān)逡逑８逡逑

Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ，邋ＯＳＩ）協(xié)議模型為基礎(chǔ)，結(jié)合無線組網(wǎng)特點，采用分層設(shè)計思逡逑想，將不同的功能分配給不同的邏輯層。ＺｉｇＢｅｅ網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)共有４層，分別逡逑為：物理層、ＭＡＣ層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，如圖２－２所示。其中，物理層和逡逑ＭＡＣ層由１ＥＥＥ８０２．１５．４標準定義，而網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層則由ＺｉｇＢｅｅ聯(lián)盟在逡逑１ＥＥＥ８０２．１５．４標準的基礎(chǔ)上定義。各層的主要功能分別為：（１）物理層的主要功逡逑能是定義物理無線信道與ＭＡＣ層之間的接口、激活和休眠ＺｉｇＢｅｅ節(jié)點、選擇逡逑信道頻率、收發(fā)佶道數(shù)據(jù)、檢測信道能量以及接收鏈路服務(wù)質(zhì)量的指示信息。逡逑其主要任務(wù)是建立收、發(fā)兩端的物理鏈路，并在信道噪聲和信號干擾的影響下逡逑維持通信質(zhì)量；（２）邋ＭＡＣ層的主要功能是定義物理層與ＭＡＣ層之間以及ＭＡＣ逡逑層與網(wǎng)絡(luò)層之間的接口和傳輸信標幀，同步和提供一個可靠的傳輸機制，并通逡逑過避免沖突載波多路偵聽技術(shù)機制來控制信道的訪問；（３）網(wǎng)絡(luò)層的主要功能是逡逑定義ＭＡＣ層與網(wǎng)絡(luò)層之間以及網(wǎng)絡(luò)層與應(yīng)用層之間的接口、管理更改網(wǎng)絡(luò)拓逡逑撲結(jié)構(gòu)以及維護網(wǎng)絡(luò)信息數(shù)據(jù)庫；（４）應(yīng)用層的主要功能是發(fā)現(xiàn)節(jié)點、綁定節(jié)逡逑點、建立綁定表以及發(fā)起和響應(yīng)綁定請求［｜３］。逡逑ＺｉｇＢｅｅ邋Ｍ絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)在網(wǎng)絡(luò)層中定義，共有３種不同類型的網(wǎng)絡(luò)，分別逡逑為：星型、樹型和網(wǎng)型。每種網(wǎng)絡(luò)中一般有３種不同類型的節(jié)點，分別為：協(xié)逡逑ＩＩ逡逑

天津工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文節(jié)點和終端節(jié)點。３種節(jié)點的功能為：（１）每個網(wǎng)絡(luò)只能有一個協(xié)調(diào)器，用于完成建；（２）路由器節(jié)點用于搜索終端節(jié)點并使其網(wǎng)絡(luò)，并且具有路由、啟動路由和修復(fù)路由；（３）終端節(jié)點可以申請加入已有網(wǎng)絡(luò)，只由和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的功能。逡逑撲結(jié)構(gòu)是通過網(wǎng)絡(luò)中不同類型的節(jié)點相互通結(jié)構(gòu)如圖２－３所示，該網(wǎng)絡(luò)由一個協(xié)調(diào)器成，所有節(jié)點之間的通信都必須通過協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)傳送給另一個終端節(jié)點，則必須先將數(shù)器節(jié)點傳送給目的節(jié)點。逡逑

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本文編號：2805840