基于ZigBee的温室大棚无线温湿度控制系统设计
发布时间：2021-02-26 16:58
随着经济的发展和人民物质生活水平的提高,大量果蔬的日常需求量变得很大。我国人口众多,但大部地区处于寒温带,由于温湿度原因,大部地区秋冬季节不适宜种植,所以需要建设温室来达到可以在秋冬季节也能种植新鲜果蔬。从而省去大批量的新鲜蔬果长途运输,资源浪费,而且对市场调控也有很大益处。由于温室大棚的巨大市场需求,且当前温室控制系统的不完善,当前大部分地区的温室,主要还是人力密集型管理,控制不精确,工作效率低,产能低下,控制管理难适应人口众多的需求。针对以上问题,本文设计了关于温室大棚的无线温湿度控制系统,应用该控制系统,工作人员无需每日在温室里检测温湿度,只需要通过远程终端监控就可以实现温室的管理。该系统的应用将实现大面积温室的集中远程控制,最终达到高效、高产、自动化控制程度高的目的,从而适应经济高速发展,减少了资源的浪费。本文将采用ZigBee无线网络技术实现温室温湿度的远程检测控制。首先,在分析和研究ZigBee的特点和温室远程控制系统的基础上,完成系统的整体架构设计。从控制系统模块化设计方面,重点阐述系统的不同层次设计即上位机客户端、中间层无线传输模块、终端测量控制模块设计;其次,根据整个...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 温室大棚国内外研究概况及发展趋势
1.2.1 国内研究概况
1.2.2 国外研究概况
1.3 无线传感网络技术的发展概况
1.3.1 无线传感器网络技术概况
1.3.2 无线传感器网络选型
1.4 论文结构
2 系统总体设计
2.1 ZigBee技术研究
2.1.1 ZigBee技术概况特点
2.1.2 ZigBee协议栈
2.1.3 ZigBee网络
2.1.4 ZigBee应用及前景
2.2 温室大棚温湿度控制特点
2.2.1 温湿度对作物生长的影响
2.2.2 温度与湿度耦合关系
2.2.3 本文温湿度控制方案
2.3 系统总体设计方案
2.3.1 系统技术指标需求
2.3.2 系统总体设计
2.3.3 系统硬件设计
2.3.4 系统软件设计
2.4 核心硬件选型
2.4.1 ZigBee无线模块
2.4.2 温湿度传感器
2.5 本章小结
3 控制系统硬件模块设计
3.1 ZigBee无线模块
3.2 系统供电模块
3.3 温湿度采集电路
3.3.1 温度采集电路
3.3.2 湿度采集电路
3.4 温湿度控制电路
3.5 辅助电路设计
3.5.1 USB转串口电路
3.5.2 手动按键复位电路
3.5.3 调试接口电路
3.5.4 网络状态指示电路
3.6 本章小结
4 控制系统软件设计
4.1 ZigBee无线网络系统设计
4.1.1 IAR软件安装及Z-Stack协议栈
4.1.2 无线网络系统整体设计
4.1.3 协调器节点设计
4.1.4 路由器节点设计
4.1.5 终端节点设计
4.2 温湿度PID控制
4.2.1 PID控制原理
4.2.2 增量式PID算法
4.2.3 系统PID控制
4.3 客户端软件设计
4.4 本章小结
5 系统测试
5.1 系统通信测试
5.2 温湿度PID控制测试
5.2.1 温湿度监测模块测试
5.2.2 温湿度控制模块测试
5.3 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]北方温室大棚卷帘控制系统设计[J]. 朱李寒. 农技服务. 2017(21)
[2]基于PID算法的温室环境控制系统设计[J]. 万伟红,况杰华,付友生. 农业工程. 2017(05)
[3]无线传感网络技术在设施农业中的运用[J]. 张科军,熊艳艳. 乡村科技. 2016(33)
[4]浅谈温室环境监控系统的现状及发展趋势[J]. 薄英男,郭辉,张学军,刘宇,杨相飞,盛会,陈恒峰. 新疆农机化. 2016(05)
[5]基于Z-Stack协议栈的无线温湿度采集系统[J]. 朱苗苗,牛国锋,程宏斌. 计算机系统应用. 2016(10)
[6]一种基于拓扑的传感器网络数据收集算法[J]. 杨明,官健,虞嘉圆,胡婷,王礼华. 吉林大学学报(理学版). 2016(05)
[7]基于CH341的USB总线数据采集系统设计[J]. 程立敏. 科技视界. 2016(25)
[8]南疆温室大棚温湿度自动控制系统的设计[J]. 王宪磊,刘超峰,周雪英,吕彬彬. 农业网络信息. 2016(08)
[9]ZigBee网络性能测试系统研究[J]. 张冲,熊勇,房卫东,单连海,林奋波,陈长勇. 国外电子测量技术. 2015(08)
[10]浅析无线传感网络技术与发展趋势[J]. 曹岳平. 价值工程. 2015(09)
博士论文
[1]具有移动节点的无线传感器网络定位算法和数据收集协议研究[D]. 钟智.中南大学 2012
硕士论文
[1]基于PROTEUS的农业温室大棚温度测控系统设计与实现[D]. 闵卫锋.西安科技大学 2017
[2]基于物联网的温室大棚种植监控系统的研究与设计[D]. 黄桑.山东大学 2016
[3]基于ZigBee无线传感器网络技术的铁路监测系统的研究与设计[D]. 张丁方.西南交通大学 2016
[4]基于STM32单片机的温室大棚监控系统开发[D]. 满达.华北水利水电大学 2016
[5]基于物联网的设施农业温室大棚智能控制系统研究[D]. 韩毅.太原理工大学 2016
[6]基于USB接口的LABVIEW与DSP通讯[D]. 吕静.天津科技大学 2016
[7]玻璃温室棚顶清洗装置的设计与研究[D]. 孔维蓉.西南大学 2015
[8]基于ZigBee无线传感器的农业灌溉监控系统应用设计[D]. 高伟民.大连理工大学 2015
[9]基于ZigBee技术的智慧农业实时采集和远程控制系统[D]. 付玉志.浙江大学 2015
[10]ZigBee技术在智能家居系统中的应用研究[D]. 徐振福.中国科学院大学（工程管理与信息技术学院） 2014
本文编号：3052887
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 温室大棚国内外研究概况及发展趋势
1.2.1 国内研究概况
1.2.2 国外研究概况
1.3 无线传感网络技术的发展概况
1.3.1 无线传感器网络技术概况
1.3.2 无线传感器网络选型
1.4 论文结构
2 系统总体设计
2.1 ZigBee技术研究
2.1.1 ZigBee技术概况特点
2.1.2 ZigBee协议栈
2.1.3 ZigBee网络
2.1.4 ZigBee应用及前景
2.2 温室大棚温湿度控制特点
2.2.1 温湿度对作物生长的影响
2.2.2 温度与湿度耦合关系
2.2.3 本文温湿度控制方案
2.3 系统总体设计方案
2.3.1 系统技术指标需求
2.3.2 系统总体设计
2.3.3 系统硬件设计
2.3.4 系统软件设计
2.4 核心硬件选型
2.4.1 ZigBee无线模块
2.4.2 温湿度传感器
2.5 本章小结
3 控制系统硬件模块设计
3.1 ZigBee无线模块
3.2 系统供电模块
3.3 温湿度采集电路
3.3.1 温度采集电路
3.3.2 湿度采集电路
3.4 温湿度控制电路
3.5 辅助电路设计
3.5.1 USB转串口电路
3.5.2 手动按键复位电路
3.5.3 调试接口电路
3.5.4 网络状态指示电路
3.6 本章小结
4 控制系统软件设计
4.1 ZigBee无线网络系统设计
4.1.1 IAR软件安装及Z-Stack协议栈
4.1.2 无线网络系统整体设计
4.1.3 协调器节点设计
4.1.4 路由器节点设计
4.1.5 终端节点设计
4.2 温湿度PID控制
4.2.1 PID控制原理
4.2.2 增量式PID算法
4.2.3 系统PID控制
4.3 客户端软件设计
4.4 本章小结
5 系统测试
5.1 系统通信测试
5.2 温湿度PID控制测试
5.2.1 温湿度监测模块测试
5.2.2 温湿度控制模块测试
5.3 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]北方温室大棚卷帘控制系统设计[J]. 朱李寒. 农技服务. 2017(21)
[2]基于PID算法的温室环境控制系统设计[J]. 万伟红,况杰华,付友生. 农业工程. 2017(05)
[3]无线传感网络技术在设施农业中的运用[J]. 张科军,熊艳艳. 乡村科技. 2016(33)
[4]浅谈温室环境监控系统的现状及发展趋势[J]. 薄英男,郭辉,张学军,刘宇,杨相飞,盛会,陈恒峰. 新疆农机化. 2016(05)
[5]基于Z-Stack协议栈的无线温湿度采集系统[J]. 朱苗苗,牛国锋,程宏斌. 计算机系统应用. 2016(10)
[6]一种基于拓扑的传感器网络数据收集算法[J]. 杨明,官健,虞嘉圆,胡婷,王礼华. 吉林大学学报(理学版). 2016(05)
[7]基于CH341的USB总线数据采集系统设计[J]. 程立敏. 科技视界. 2016(25)
[8]南疆温室大棚温湿度自动控制系统的设计[J]. 王宪磊,刘超峰,周雪英,吕彬彬. 农业网络信息. 2016(08)
[9]ZigBee网络性能测试系统研究[J]. 张冲,熊勇,房卫东,单连海,林奋波,陈长勇. 国外电子测量技术. 2015(08)
[10]浅析无线传感网络技术与发展趋势[J]. 曹岳平. 价值工程. 2015(09)
博士论文
[1]具有移动节点的无线传感器网络定位算法和数据收集协议研究[D]. 钟智.中南大学 2012
硕士论文
[1]基于PROTEUS的农业温室大棚温度测控系统设计与实现[D]. 闵卫锋.西安科技大学 2017
[2]基于物联网的温室大棚种植监控系统的研究与设计[D]. 黄桑.山东大学 2016
[3]基于ZigBee无线传感器网络技术的铁路监测系统的研究与设计[D]. 张丁方.西南交通大学 2016
[4]基于STM32单片机的温室大棚监控系统开发[D]. 满达.华北水利水电大学 2016
[5]基于物联网的设施农业温室大棚智能控制系统研究[D]. 韩毅.太原理工大学 2016
[6]基于USB接口的LABVIEW与DSP通讯[D]. 吕静.天津科技大学 2016
[7]玻璃温室棚顶清洗装置的设计与研究[D]. 孔维蓉.西南大学 2015
[8]基于ZigBee无线传感器的农业灌溉监控系统应用设计[D]. 高伟民.大连理工大学 2015
[9]基于ZigBee技术的智慧农业实时采集和远程控制系统[D]. 付玉志.浙江大学 2015
[10]ZigBee技术在智能家居系统中的应用研究[D]. 徐振福.中国科学院大学（工程管理与信息技术学院） 2014
本文编号：3052887
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