基于ZigBee网络的水稻育秧环境智能监控系统研究

发布时间：2017-09-09 04:12

  本文关键词：基于ZigBee网络的水稻育秧环境智能监控系统研究

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【摘要】：传统的有线监控系统存在布线复杂、电缆易腐蚀等不能长期使用的一些制约因素,而无线传感网络克服了这些弊端。目前,主要应用于近距离无线通信方面的ZigBee技术,具有很多优点,比如:距离短、复杂度低、速率低、功耗低以及成本低等。尽管ZigBee技术具有如此多的优点,在农业温室大棚场景当中的应用却不太多,针对这种情况,本文设计了一套基于ZigBee技术的水稻育秧大棚智能监控系统。论文从硬件设计阶段入手,根据农业大棚监控系统的应用需求,给出了系统总体设计,并且按照设计需求,给出了基于CC2430芯片的数据采集节点和数据汇聚节点硬件示意图和电路图。针对有线传输布线复杂、不利于长期使用的情况,采用了ZigBee技术,提升了系统可靠性。系统经过实际运行采集环境参数试验,通过育秧棚外部空气温湿度与内部空气温湿度、土壤温度的对比分析得出,在4月~5月份水稻育秧期内,棚内温湿度环境变化受到外界气象条件变化的影响,当外部天气晴朗时,室内外温度变化较大,白天棚内有时最高空气温度可达到40℃以上、土壤温度最高达到25℃以上。由于秧苗在生长期最适宜的空气温度是20℃~25℃、最适宜土壤温度是10℃~20℃,当传感器监测到数据高于上限值时,传感器将采集到的环境温度数据通过ZigBee节点传输到下位机单片机中,下位机再通过无线模块将信号传输到上位机电脑,系统能够根据预先设定好的程序将控制信号通过无线模块传输到下位机执行机构,控制卷帘电机或微喷装置,对大棚进行通风或喷水,降低温度,当传感器监测到温度下降到最高值以下时,系统将关闭卷帘电机或微喷装置,通过系统对环境参数的智能控制,保证了秧苗的正常生长。通过系统应用表明,系统对育秧大棚内的环境参数时实监控效果良好,截止论文提交时,该装置运行一切正常,能够准确的采集棚内环境参数,用户能够灵活控制各执行机构,系统信号传输稳定,并且能够满足现代化大农业智能化育秧的要求。
【关键词】：水稻育秧 环境参数 ZigBee 监控系统
【学位授予单位】：黑龙江八一农垦大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S511;S126
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 研究的背景和意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-14
• 1.2.1 国外研究现状10-11
• 1.2.2 国内研究现状11-14
• 1.3 研究的主要内容和技术路线14-17
• 1.3.1 研究的主要内容14
• 1.3.2 研究的技术路线14-17
• 第二章 系统的硬件设计17-30
• 2.1 系统硬件设计17-20
• 2.2 传感器的选择20-21
• 2.3 数据采集模块的硬件设计21-24
• 2.3.1 单片机的选型22-23
• 2.3.2 A/D转换模块的设计23
• 2.3.3 显示模块的设计23-24
• 2.4 ZigBee无线传输模块的硬件设计24-28
• 2.4.1 ZigBee模块选型24-25
• 2.4.2 ZigBee技术组网方案25-27
• 2.4.3 ZigBee节点接口电路设计27-28
• 2.5 数据采集模块与ZigBee无线传输模块硬件连接28-29
• 2.6 本章小结29-30
• 第三章 系统的软件设计30-46
• 3.1 数据采集模块软件的设计30-33
• 3.1.1 数据采集模块主程序设计30-31
• 3.1.2 A/D转换模块程序设计31-32
• 3.1.3 显示模块程序设计32-33
• 3.2 ZigBee无线传输模块的软件设计33-36
• 3.2.1 ZigBee网络的形成33-35
• 3.2.2 ZigBee无线传输的软件设计35-36
• 3.3 上位机的软件设计36-43
• 3.3.1 软件开发环境36-37
• 3.3.2 功能模块图37-38
• 3.3.3 通信协议38-40
• 3.3.4 软件主要实现功能40-43
• 3.4 系统实际应用43-44
• 3.5 本章小结44-46
• 第四章 育秧棚内温湿度变化规律研究46-56
• 4.1 试验条件和方法46-47
• 4.1.1 试验条件46
• 4.1.2 试验测试点设置46
• 4.1.3 试验时间及地点46-47
• 4.1.4 试验方法47
• 4.2 结果分析47-54
• 4.2.1 育秧棚内空气温度结果分析47-50
• 4.2.2 育秧棚内空气湿度结果分析50-52
• 4.2.3 育秧棚内土壤温度结果分析52-54
• 4.3 本章小结54-56
• 第五章 结论56-58
• 参考文献58-64
• 致谢64-65
• 个人简历65-66

【参考文献】

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1 董m厦，

本文编号：818214