基于ZigBee无线传感器网络的农业大田数据监测系统设计与实现

发布时间：2021-05-10 13:48

　　长期以来,我国农业生产仍旧以传统生产模式为主,信息化程度普遍较低。如何快速推进农业信息化建设,一直都是我国农业现代化发展和相关科研工作所面临的迫切任务。有鉴于此,本文针对一个典型的农业信息化系统需求,兼顾现场设备功耗,设计并实现了一款基于ZigBee无线传感器网络的农业大田远程数据监测系统。示范应用表明,该系统能够很好地支持农业数据监测任务,并能够为科研工作者提供精细的农业数据支持,在农业信息化建设及现代化农田经营管理等方面具有很好的应用价值。具体而言,本文的主要研究工作如下:（1）基于农业大田数据监测系统需求,设计并搭建了系统的总体构架。该系统主要包含ZigBee无线传感器网络子系统和远程管理软件子系统两部分,两者之间通过以太网系统数据交互协议实现数据通讯。其中,ZigBee无线传感器网络子系统部署于农业大田区域,主要实现农业数据的实时采集、处理和无线传输等功能。远程管理软件子系统则主要用于数据接收、存储和展示,可以与网关节点保持通讯,从而支持远程浏览器对农业数据的实时监测。（2）利用超低功耗的CC2530、STM32芯片搭建了ZigBee无线传感器节点的硬件电路系统。设计了相应的最... 

【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 主要研究内容及思路
    1.4 论文章节安排
    1.5 本章小结
第二章 基于ZigBee无线传感器网络的系统总体构架设计
    2.1 系统需求分析
        2.1.1 行业标准
        2.1.2 系统功能需求
    2.2 系统总体构架设计
    2.3 ZigBee网络节能分析
    2.4 ZigBee无线传感器网络搭建
        2.4.1 ZigBee无线传感器网络
        2.4.2 ZigBee节点微处理器选型
        2.4.3 数据传感器选型
    2.5 系统数据交互协议设计
    2.6 本章小结
第三章 基于CC2530的无线传感器节点硬件设计与实现
    3.1 ZigBee无线传感器节点硬件框架设计
    3.2 ZigBee节点最小系统电路设计
        3.2.1 芯片CC2530最小系统电路设计
        3.2.2 芯片STM32最小系统电路设计
    3.3 ZigBee节点采集模块电路设计
        3.3.1 电源转换模块电路设计
        3.3.2 土壤温度传感器模块电路设计
        3.3.3 土壤湿度传感器模块电路设计
        3.3.4 空气温湿度传感器模块电路设计
        3.3.5 光照强度传感器模块电路设计
    3.4 ZigBee节点通信模块电路设计
        3.4.1 串口通信模块电路设计
        3.4.2 以太网通信模块电路设计
        3.4.3 数据存储模块电路设计
    3.5 ZigBee无线传感器节点硬件实现
    3.6 本章小结
第四章 基于Z-Stack的无线传感器节点程序设计与实现
    4.1 ZigBee协议构架及Z-Stack协议栈
    4.2 ZigBee无线传感器节点工作流程设计
        4.2.1 网关工作流程设计
        4.2.2 路由器工作流程设计
        4.2.3 终端设备工作流程设计
    4.3 数据传感器驱动程序设计
        4.3.1 土壤温度传感器驱动程序设计
        4.3.2 土壤湿度驱动程序设计
        4.3.3 空气温湿度传感器驱动程序设计
        4.3.4 光照强度传感器驱动程序设计
    4.4 基于传统AODVjr算法的节能优化研究
        4.4.1 分层AODVjr算法
        4.4.2 仿真结果对比
    4.5 本章小结
第五章 基于JavaEE的远程管理软件子系统设计与实现
    5.1 远程管理软件子系统总体框架设计
    5.2 表现层设计与实现
    5.3 业务层设计与实现
        5.3.1 业务组件设计与实现
        5.3.2 业务流程设计
    5.4 数据实体层的设计与实现
        5.4.1 数据实体的提取与设计
        5.4.2 持久化实体定义与实现
        5.4.3 关联数据库系统
    5.5 本章小结
第六章 农业大田数据监测系统测试与应用
    6.1 系统测试
        6.1.1 数据传感器采集测试
        6.1.2 网关通信测试
        6.1.3 远程管理软件子系统功能测试
    6.2 示范应用
        6.2.1 应用场景描述
        6.2.2 应用展示
    6.3 本章小结
总结与展望
    总结
    展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]自动气象站风速风向两种计算方法的比较[J]. 李昕娣,黄飞龙.  广东气象. 2016(04)
[2]嵌入式系统的小型自动气象站设计[J]. 勇娅询,刘怀芝.  单片机与嵌入式系统应用. 2016 (02)
[3]我国设施农业气象业务服务现状与措施[J]. 于春华,范海晶,尹忠义.  中国农业信息. 2016(01)
[4]基于无线传感网络的环境监测系统[J]. 王骥,林杰华,谢仕义.  传感技术学报. 2015(11)
[5]农业发展中农业设施的重要作用分析[J]. 曹金科.  科技创新与应用. 2014(04)
[6]基于社会网络的电子商务信任社区聚类模型[J]. 张少中,方朝曦,陈军敢,施炯.  浙江大学学报(工学版). 2013(04)
[7]我国设施农业现状及发展趋势[J]. 秦海生,贾宝军.  农机科技推广. 2013(03)
[8]基于WSN和GPRS远程温室大棚环境监测系统的研究[J]. 俞昌忠,陈跃东.  长春工程学院学报(自然科学版). 2011(04)
[9]物联网自动气象站远程数据采集处理系统[J]. 唐慧强,周静艳.  南京信息工程大学学报(自然科学版). 2011(05)
[10]浅谈发展设施农业的意义及举措[J]. 谈春成.  天津农业科学. 2011(03)

硕士论文
[1]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
[2]基于物联网的设施农业远程智能化信息监测系统的开发[D]. 施苗苗.太原理工大学 2016
[3]无线传感器网络若干关键技术在农业上的研究与应用[D]. 鲁业明.吉林农业大学 2016
[4]基于ZigBee无线传感器网络的森林火灾监测系统研究[D]. 苏坡.长安大学 2015
[5]自动气象站数据采集系统的设计与实现[D]. 汪文忠.华中科技大学 2012
[6]智能地面气象监测仪的研究与实现[D]. 谭鉴荣.北京邮电大学 2010



本文编号：3179472