无线LED补光系统在棚室作物生长的研究

发布时间：2017-09-20 11:14

  本文关键词：无线LED补光系统在棚室作物生长的研究

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【摘要】：科技的发展改变了当代人们的生活,补光照明设备的更新则是其中一个部分,包括工具的功能、性质和质量等。现代技术的发展迅猛,无线通信技术在许多领域的以其优势得到了越来越多的应用,在这其中LED照明工具则是农业生产中必不可少工具之一。ZigBee技术具有组建网络方便、价格低廉和功耗低等优点,大量用于棚室作物。传统的有线传感器网络组成结构复杂,系统内部具有大量的内部走线,成本高,且在恶劣的环境中无法满足需求。而无线传感器网络系统能弥补这种种的劣势,目前已经广泛应用。本文主要分为两个部分进行论述,第一,无线数据采集,即利用光照传感器采集数据,第二,系统智能化控制,即在大棚内多个节点安装光照传感器,由于ZigBee的无限模块中具有信息传输的功能,所以监控网络可通过协调器接收到无线传感器多个节点传送的数据,以达到数据存储,处理及显示的目的,最终能够进行数据管理。在文章的最后对系统的主界面及功能做了相应介绍,并通过相应的实验测试验证系统性能。
【关键词】：LED ZigBee技术 数据采集 无线传输
【学位授予单位】：黑龙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM923.34;S625.52
【目录】：

• 中文摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-13
• 1.1 研究背景8-9
• 1.1.1 棚室作物补光的背景和意义8
• 1.1.2 LED的应用前景分析8-9
• 1.1.3 ZigBee网络在农田信息采集的应用9
• 1.2 植物生长所需光源和光谱分析9-11
• 1.2.1 传统的补光策略9-10
• 1.2.2 LED光源的特性及工作原理10-11
• 1.2.3 国内外对不同作物的需光特性分析11
• 1.3 ZigBee技术在棚室补光的应用11-12
• 1.3.1 无线传感网络的研究现状11
• 1.3.2 ZigBee技术的特点11-12
• 1.4 论文的框架及主要内容12-13
• 第2章 LED补光灯的设计13-20
• 2.1 不同光源的光谱分析及能量分布测试13-14
• 2.1.1 自然光谱的组成及分析13
• 2.1.2 红蓝光在农作物生长方面的影响13-14
• 2.1.3 其他色的光源对于植物生长的影响14
• 2.2 通过秋番茄补光实验印证植物对光谱的选择性吸收14-16
• 2.2.1 选取实验材料15
• 2.2.2 试验方法15
• 2.2.3 测定指标及分析15-16
• 2.2.4 结论分析16
• 2.3 根据植物需光特性设计LED补光灯16-19
• 2.3.1 LED补光灯的结构和光源特性16-17
• 2.3.2 根据植物的需光特性设计LED补光灯17-19
• 2.4 本章小结19-20
• 第3章 补光系统的硬件设计20-29
• 3.1 ZigBee技术的概况20-21
• 3.1.1 总体技术概况20
• 3.1.2 ZigBee与其他短距离通信技术的对比20-21
• 3.2 ZigBee无线设备的分类与结构21-23
• 3.2.1 系统总体的模型架构21
• 3.2.2 Zigbee各节点的功能介绍21-23
• 3.3 补光系统总体设计方案23-25
• 3.3.1 需求分析23
• 3.3.2 设计的原则23-24
• 3.3.3 系统的整体设计方案24-25
• 3.4 LED补光系统各模块的硬件结构与设计25-28
• 3.4.1 采光模块的选取与设计25
• 3.4.2 ZigBee通信模块的设计25-26
• 3.4.3 其他模块的设计26-28
• 3.5 本章小结28-29
• 第4章 软件系统的设计实现29-40
• 4.1 IAR开发环境及Z-Stack协议栈29-31
• 4.1.1 IAR软件开发环境29-30
• 4.1.2 Z-Stack协议栈工作流程30-31
• 4.2 数据采集和传输节点的软件设计31-35
• 4.2.1 数据采集部分软件设计31-32
• 4.2.2 终端节点的软件设计32-33
• 4.2.3 路由节点的设计33-34
• 4.2.4 其他模块和函数的设计34-35
• 4.3 接入点的设计35-38
• 4.3.1 接入节点设计流程35-38
• 4.3.2 接入点的程序设计38
• 4.4 数据中心的设计38-39
• 4.5 本章小结39-40
• 第5章 LED补光系统整体的测试40-45
• 5.1 节点间通信测试40-41
• 5.2 UI的设计41-42
• 5.3 节点数据传输反馈测试42-43
• 5.4 应用LED灯进行补光试验43
• 5.4.1 试验材料及分组43
• 5.4.2 数据采集及结论43
• 5.5 本章小结43-45
• 结论与展望45-46
• 参考文献46-51
• 致谢51-52
• 攻读硕士学位期间取得的科研成果52-53

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本文编号：887718