基于WSN的盆栽花卉监测系统的设计与实现

发布时间：2017-10-09 19:21

  本文关键词：基于WSN的盆栽花卉监测系统的设计与实现

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【摘要】：由于花卉品种多,不同品种的花卉其适宜生长的环境参数值也不相同,使得用户很难掌握所有花卉最佳生长环境信息。同时每当用户离开家门时会长时间无法得知花卉的生长环境情况。这就更加加大了家庭盆栽花卉养殖的难度。因此盆栽花卉养殖管理中存在着无法远程查看数据以及管理不及时等问题。为了解决以上问题,本文在家庭盆栽花卉养殖管理中应用无线传感器网络技术和WiFi技术,同时在终端监控软件中根据不同花卉的适应环境数据设定不同的报警阈值,当采集到的数据超出该阈值时,系统会发送报警信息给用户,从而指导用户进行合理的花卉养殖管理。论文首先针对盆栽花卉监测系统进行了需求分析,根据系统的设计目标和性能要求给出了系统的总体性设计,同时介绍了系统的软硬件平台设计。本文主要进行了以下研究工作:1.采用MSP430F149处理器、CC2420无线射频芯片、SHT1X温湿度传感器、GY-30光强度传感器和YL-69土壤湿度传感器设计了符合系统功能和性能要求的低功耗传感器节点,并进行了软件设计。2.研究了无线传感器网络中网关节点的设计。该网关以Arduino开发板为核心,外接Zigbee模块和WiFi模块,通过串口通信实现了zigbee协议与WiFi协议两种不同协议之间的通信。3.为获取无线传感器网络的数据,本文将采集到的传感器数据传入Yeelink平台,在Yeelink平台可以进行数据的存储和显示,并绘制成曲线直观的进行展示,同时该平台能触发短信发送机制,将报警信息发送到用户手机上。综上所述,本文提供的基于传感器网络的盆栽花卉监测系统能实时、准确的的监控花卉生长期间的温湿度和光强度等环境参数值,根据这些数值用户能对盆栽花卉进行更加有效的管理。
【关键词】：无线传感器网络 盆栽花卉 Zigbee WiFi Yeelink
【学位授予单位】：青岛大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP274;TN929.5;TP212.9
【目录】：

• 摘要2-3
• Abstract3-6
• 第一章 绪论6-11
• 1.1 课题的背景、目的与意义6-7
• 1.2 国内外研究现状7-9
• 1.2.1 无线传感器网络技术研究现状7-8
• 1.2.2 温室测控系统研究现状8-9
• 1.3 本课题研究主要内容9
• 1.4 论文的组织结构9-10
• 1.5 本章小结10-11
• 第二章 相关技术介绍11-16
• 2.1 无线传感器网络11-12
• 2.2 无线传感器网络的特点12
• 2.3 Zigbee技术12-13
• 2.3.1 Zigbee体系结构12-13
• 2.3.2 Zigbee技术特点13
• 2.4 uIP协议13-15
• 2.5 本章小结15-16
• 第三章 系统需求分析及总体设计16-22
• 3.1 系统目标16
• 3.2 性能需求16-17
• 3.3 通信协议的选择17-18
• 3.3.1 传感器节点通信协议17-18
• 3.3.2 网关节点通信协议18
• 3.4 系统总体设计18-20
• 3.4.1 系统体系架构18-19
• 3.4.2 传感器节点19-20
• 3.4.3 网关节点20
• 3.5 系统工作流程20-21
• 3.6 本章小结21-22
• 第四章 传感器节点设计22-34
• 4.1 传感器节点架构22-23
• 4.2 传感器节点硬件设计23-28
• 4.2.1 数据处理和控制模块23-24
• 4.2.2 数据采集模块24-26
• 4.2.3 无线通信模块26-27
• 4.2.4 其他模块27-28
• 4.3 传感器节点软件设计28-33
• 4.3.1 传感器模块工作时序28-29
• 4.3.2 ZigBee协议栈的实现29-31
• 4.3.3 传感器节点软件流程31-33
• 4.4 本章小结33-34
• 第五章 网关节点设计34-47
• 5.1 Zigbee-WiFi网关总体设计34-35
• 5.2 器件选型35-36
• 5.3 uIP协议栈在Arduino上的应用36-38
• 5.4 网关节点软件设计38-42
• 5.4.1 网关节点工作流程38-39
• 5.4.2 传感器网络组建39-40
• 5.4.3 WiFi模块工作流程40-41
• 5.4.4 网关节点协议转换41-42
• 5.5 远程应用软件及系统测试42-46
• 5.5.1 远程监控软件42-43
• 5.5.2 电源测试43
• 5.5.3 传感器节点测试43-44
• 5.5.4 WiFi模块测试44
• 5.5.5 数据展示44-46
• 5.6 本章小结46-47
• 第六章 总结与展望47-48
• 6.1 系统总结47
• 6.2 展望47-48
• 致谢48-49
• 参考文献49-52
• 攻读学位期间的研究成果52-53

【参考文献】

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1 孙雨耕,张静,孙永进,房朝晖;无线自组传感器网络[J];传感技术学报;2004年02期

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本文编号：1001966