基于Zigbee技术的大棚蔬菜种植监测系统

发布时间：2017-06-19 13:13

  本文关键词：基于Zigbee技术的大棚蔬菜种植监测系统，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：现代社会中,农业正飞速发展,随着信息技术的不断更新进步,无线通信技术和传感器技术也已经应用到了农业生产管理之中。在我国,大棚种植蔬菜技术也已相对普及,但大棚种植技术的信息化还不够智能化,增加了作物种植管理的难度。我省湖南辣椒是人们主要的食料,适合于当季的3月-7月种植,然而要冬季种植就需要用大棚种植技术,将无线传感技术应用到当地的辣椒种植农户大棚中,具有重要的实用价值。本文分析研究了Zigbee技术的特点和应用,针对性地研究了Zigbee协议和其开发工具Z-stack协议栈,同时还研究了辣椒生长发育过程中的环境参数及对辣椒的影响,包括温度、土壤湿度、环境湿度、土壤PH值、环境光照强度、土壤氮磷钾含量因子。这些参数是系统监测的重要方面,它们是大棚种植过程中智能控制的依据。本文设计了基于Zigbee技术的大棚蔬菜种植监测系统的硬件和软件。硬件系统包括:光敏传感器、温度传感器、湿度传感器和PH值传感器及zigbee模块电路的无线网络节点等。软件系统包括:上位机和网络节点的无线数据通信程序、数据采集程序以及其他相关程序。在物联网试验平台上搭建了测试平台,并测试了相关数据,实验证明,该基于Zigbee技术的大棚蔬菜种植监测系统满足智能种植要求。
【关键词】：温室大棚 ZigBee 辣椒种植 环境监测
【学位授予单位】：湖南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S626;TN92
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 1 绪论10-14
• 1.1 研究背景与意义10-11
• 1.2 国内外发展现状11-12
• 1.2.1 国外发展现状11
• 1.2.2 国内发展现状11-12
• 1.3 课题研究内容与结构安排12-14
• 2 ZIGBEE技术分析14-24
• 2.1 ZIGBEE技术发展概况14
• 2.2 ZIGBEE技术特点14-15
• 2.3 几种短距离无线通信技术比较15-16
• 2.4 ZIGBEE组网16-20
• 2.4.1 ZIGBEE设备类型16
• 2.4.2 ZIGBEE通信协议16-20
• 2.5 ZIGBEE协议栈20-23
• 2.5.1 Z-STACK组织结构20-21
• 2.5.2 Z-STACK工作流程21-22
• 2.5.3 OSAL多任务多资源分配机制22-23
• 2.6 本章小结23-24
• 3 辣椒种植生长环境参数研究24-30
• 3.1 概述24
• 3.2 温度对辣椒生长发育的影响24-25
• 3.3 水分对辣椒生长发育的影响25-27
• 3.3.1 水分是制造有机物质的原料25
• 3.3.2 辣椒对水分要求严格25-26
• 3.3.3 空气相对湿度保持 60%-80%为宜26-27
• 3.4 土壤对辣椒生长发育的影响27-28
• 3.4.1 土壤各项性能影响作物生长27
• 3.4.2 辣椒的生长发育需要充足的养分肥料27-28
• 3.5 光照对辣椒生长发育的影响28-29
• 3.6 本章小结29-30
• 4 基于ZIGBEE的大棚蔬菜种植监测系统的搭建30-50
• 4.1 系统概述30-32
• 4.2 传感器选型32-35
• 4.2.1 土壤湿度传感器32-33
• 4.2.2 温度传感器33
• 4.2.3 光照传感器33-34
• 4.2.4 PH值传感器34-35
• 4.3 系统硬件设计35-41
• 4.3.1 终端节点数据采集模块硬件设计35-38
• 4.3.1.1 单片机选择36
• 4.3.1.2 传感器电路模块36-37
• 4.3.1.3 调理电路模块37-38
• 4.3.1.4 电源电路模块38
• 4.3.2 采集节点ZIGBEE无线模块硬件设计38-40
• 4.3.3 网关硬件设计40-41
• 4.4 系统软件设计41-49
• 4.4.1 ZIGBEE组网程序42-44
• 4.4.2 采集节点采集程序44-46
• 4.4.3 网关上位机软件46-47
• 4.4.4 PC上位机软件47-49
• 4.5 本章小结49-50
• 5 基于ZIGBEE技术的大棚蔬菜种植监测系统测试50-62
• 5.1 系统运行环境及实物50-51
• 5.2 系统运行51-56
• 5.2.1 PC平台系统运行实时监控51-52
• 5.2.2 网关平台监控52-53
• 5.2.3 传感器终端节点数据采集及组网运行53-56
• 5.3 监测数据56-61
• 5.4 本章小结61-62
• 6 总结与展望62-64
• 6.1 研究总结62
• 6.2 展望62-64
• 参考文献64-69
• 附录：攻读硕士期间取得的研究成果及参与项目69-70
• 致谢70

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