基于无线传感器网络的沙漠光伏温室环境参数采集系统的设计与实现

发布时间：2017-06-17 09:26

  本文关键词：基于无线传感器网络的沙漠光伏温室环境参数采集系统的设计与实现，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,随着信息技术在国民经济和社会发展中的广泛应用,信息化水平已成为衡量一个国家和地区现代化水平的重要标志。21世纪的农业是信息化的农业,随着我国农业生产逐渐转向规模化,发展农业信息科学势在必行,科技兴农是农业现代化发展的必经之路。我国是农业大国,深化信息化技术在农业领域中的应用,对提高我国农业生产和经营管理水平,推进我国农业产业化和现代化进程、加快农业信息化建设步伐具有重要作用。本文以“沙漠光伏电站温室高效利用及产业化示范”项目为背景,对无线传感器网络在沙漠光伏温室中的应用进行了研究和设计。论文以沙漠光伏农业温室大棚生产过程的信息化需求为出发点,通过无线传感器网络技术,使用高精度的传感器对温室内的空气温湿度、土壤温湿度、光照度等参数进行采样,然后将其送到工控机,实时掌握温室环境信息,并根据一定的算法对环境参数进行控制。本文根据实际需求设计了一种基于ZigBee无线传感器网络技术的沙漠光伏温室数据采集节点。节点基于CC2530F256芯片进行开发,其包含电源模块、数据采集模块、输出控制模块、RS-485模块、存储器模块和无线传输处理模块。电源模块为节点提供3.3V和5V工作电压；数据采集模块可外接模拟或数字型传感器：输出控制模块可外接电磁阀等设备;RS-485可通过485转串口模块与工控机进行通信,也可以外接对应的传感器实现数据采集；无线传输处理模块为ZigBee节点的核心,通过该模块实现数据的采集、输出量控制、ZigBee网络的组网以及无线数据传输等功能。
【关键词】：ZigBee CC2530 传感器 沙漠光伏温室 监测系统
【学位授予单位】：宁夏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S625;S126
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-15
• 1.1 课题的背景和意义8-9
• 1.1.1 课题的研究背景8-9
• 1.1.2 课题的研究意义9
• 1.2 研究现状9-11
• 1.2.1 国外研究现状9-10
• 1.2.2 国内研究现状10-11
• 1.3 短距离无线通信技术比较11-14
• 1.3.1 几种常用的短距离无线通信技术11-13
• 1.3.2 短距离无线通信技术的比较13-14
• 1.4 论文的组织结构14-15
• 第二章 光伏农业温室环境采集系统总体设计方案15-19
• 2.1 光伏农业温室智能环境采集系统概述15
• 2.2 系统设计方案分析15-17
• 2.2.1 温室主要环境参数分析15-16
• 2.2.2 温室智能控制系统目标分析16
• 2.2.3 温室结构介绍16-17
• 2.3 温室环境参数采集系统总体设计方案17-18
• 2.4 本章小结18-19
• 第三章 ZigBee协议分析19-29
• 3.1 ZigBee技术简介19-23
• 3.1.1 ZigBee技术的特点19-20
• 3.1.2 ZigBee协议体系结构20-21
• 3.1.3 ZigBee的设备类型21
• 3.1.4 ZigBee网络的拓扑结构21-22
• 3.1.5 ZigBee的自组网过程22-23
• 3.2 物理层规范23-25
• 3.2.1 工作频率范围23-24
• 3.2.2 物理(PHY)层服务规范24
• 3.2.3 物理层的主要功能24-25
• 3.3 MAC层规范25-26
• 3.3.1 MAC子层服务规范25-26
• 3.3.2 MAC子层的功能26
• 3.4 网络层规范26-27
• 3.4.1 网络层服务规范26-27
• 3.4.2 网络层的功能27
• 3.5 应用层规范27-28
• 3.5.1 应用支持子层27
• 3.5.2 应用框架层27
• 3.5.3 设备对象层27-28
• 3.6 本章小结28-29
• 第四章 节点硬件的设计与仿真29-46
• 4.1 节点电路的总体结构及元器件选型29-36
• 4.1.1 节点电路的总体结构29
• 4.1.2 核心元器件的选型29-34
• 4.1.3 传感器的选型34-36
• 4.2 无线模块硬件电路设计与仿真36-39
• 4.2.1 无线模块的设计36-37
• 4.2.2 CC2530F256与RFX2401C的阻抗匹配37-38
• 4.2.3 无线传输距离的估算38-39
• 4.3 底板的硬件电路设计39-41
• 4.3.1 电源模块40
• 4.3.2 模拟/数字输入模块40
• 4.3.3 电磁阀控制模块40-41
• 4.3.4 RS-485保护电路41
• 4.4 PCB制作41-43
• 4.4.1 无线传输模块的设计42-43
• 4.4.2 底板电路设计43
• 4.5 节点的软件设计43-45
• 4.5.1 ZigBee软件开发环境43-44
• 4.5.2 协调器节点的软件设计44
• 4.5.3 路由器及终端节点的软件设计44-45
• 4.6 本章小结45-46
• 第五章 节点各电路功能模块及系统的测试和部署46-53
• 5.1 节点各功能模块的测试46-49
• 5.1.1 供电电源模块的测试46-47
• 5.1.2 RS485通信口测试47-48
• 5.1.3 数据采集电路测试48-49
• 5.1.4 电磁阀控制电路的测试49
• 5.2 点对点无线传输距离测试49-50
• 5.3 用户界面设计50-51
• 5.4 网络的部署51-52
• 5.5 本章小结52-53
• 第六章 总结与展望53-54
• 6.1 总结53
• 6.2 展望53-54
• 参考文献54-56
• 致谢56-57
• 个人简介57

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 张雪坤;陈金鹰;季翔宇;;ZigBee技术在传感网中的应用研究[J];通信与信息技术;2010年02期

  本文关键词：基于无线传感器网络的沙漠光伏温室环境参数采集系统的设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：457919