基于ZigBee的无线灌溉系统研究
发布时间：2023-03-20 05:55
我国水资源人均占有量偏低,随着我国国民经济的快速发展,各种渠道的用水量都呈现快速增长的态势,水资源短缺便成为一个普遍的民生现象。加之我们国家又是一个农业大国,水资源在地域分配上不均匀,开发利用难度较大,但是有很多地区还在采用传统的灌溉方式,这种灌溉方式容易出现水渠渗漏,水利用率不高且浪费现象严重。因此采用高效的智能化节水灌溉技术势在必行,这不但能够有效缓解用水压力,同时也是发展精细农业和实现现代化农业的要求。随着现代无线通讯技术的发展和普及,作为无线传感器网络中的一种协议标准,Zig Bee技术日渐成熟,以其优良的性能为众多的短距离无线通信应用领域提供了低成本、低功耗、高可靠性的解决方案。GPRS技术逐步完善,它的覆盖区域也日益增大,几乎可以分布到所有人类居住的地方。它的维护费用比较低,安装方便,易于实现远程数据的采集和设备的控制。本文就是利用Zig Bee组成的无线传感器网络和GPRS无线通信技术构成的大范围远程数据采集系统,结合土壤温湿度传感器、光照传感器、空气温湿度传感器、管道压力传感器等的数据定时采集、判断、分析设计了相应的最小系统电路及Zig Bee无线传感器节点电路,并针对...
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究现状及发展趋势
1.3 本论文主要研究内容
1.4 本章小结
第二章 总体设计方案
2.1 系统结构
2.2 节点终端组成
2.3 远程数据交互
2.4 本章小结
第三章 系统的硬件设计与实现
3.1 主控芯片
3.1.1 主控芯片最小系统
3.1.2 主控芯片供电电路
3.2 时钟电路
3.3 太阳能供电系统
3.3.1 电池容量计算
3.3.2 充电芯片选择
3.3.3 充电管理电路
3.4 电磁阀的供电及驱动电路
3.4.1 电磁阀的选型
3.4.2 电磁阀驱动电路
3.4.3 电磁阀供电电路
3.5 水分传感器
3.5.1 485通信电路
3.5.2 接口说明
3.5.3 通信协议
3.6 空气温湿度传感器
3.7 压力传感器
3.8 光照传感器
3.9 本章小结
第四章 无线传感网络方案选择及设计
4.1 无线传感器网络方案选择
4.2 信息采集系统总体网络架构
4.3 Zig Bee模块介绍
4.3.1 E32-TTL-100 无线模块介绍
4.3.2 Lo Ra调制技术优势
4.3.3 E32-TTL-100 无线模块引脚及其功能说明
4.3.4 E32-TTL-100 模块接口电路
4.3.5 E32-TTL-100 模块工作模式
4.4 Zig Bee无线网络传感器节点
4.5 Zig Bee协议栈分析
4.5.1 Zig Bee协议的分层结构
4.5.2 Zig Bee物理层PHY
4.5.3 介质接入控制子层MAC
4.5.4 Zig Bee网络层
4.5.5 网络层服务协议
4.5.6 Zig Bee应用层
4.6 Zig Bee软件设计
4.7 本章小结
第五章 GPRS模块设计
5.1 SIM800C GPRS数据模块
5.2 SIM800C GPRS模块硬件电路设计
5.2.1 电源电路
5.2.2 SIM800C最小工作电路
5.2.3 SIM卡座电路
5.2.4 SIM800C GPRS模块对外接口电路
5.2.5 SIM800C GPRS模块PCB图
5.3 SIM800C GPRS模块操作流程
5.3.1 SIM800C AT命令
5.3.2 SIM800C AT命令操作
5.4 GPRS DTU配置和联网
5.5 GPRS DTU服务器软件设计
5.6 GPRS数据接收和保存
5.7 SQL数据库的操作连接和访问
5.8 本章小结
第六章 软硬件仿真及整机性能测试
6.1 原理图、PCB绘制
6.2 模块化软件编程
6.2.1 主程序流程
6.2.2 Zig Bee无线模块工作流程
6.2.3 GPRS无线模块工作流程
6.3 调试、仿真及全面测试
6.3.1 硬件电路板焊接调试
6.3.2 软件编程仿真
6.3.3 软硬件联调
6.4 本章小结
第七章 总结与展望
参考文献
致谢
作者简介
本文编号：3766824
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究现状及发展趋势
1.3 本论文主要研究内容
1.4 本章小结
第二章 总体设计方案
2.1 系统结构
2.2 节点终端组成
2.3 远程数据交互
2.4 本章小结
第三章 系统的硬件设计与实现
3.1 主控芯片
3.1.1 主控芯片最小系统
3.1.2 主控芯片供电电路
3.2 时钟电路
3.3 太阳能供电系统
3.3.1 电池容量计算
3.3.2 充电芯片选择
3.3.3 充电管理电路
3.4 电磁阀的供电及驱动电路
3.4.1 电磁阀的选型
3.4.2 电磁阀驱动电路
3.4.3 电磁阀供电电路
3.5 水分传感器
3.5.1 485通信电路
3.5.2 接口说明
3.5.3 通信协议
3.6 空气温湿度传感器
3.7 压力传感器
3.8 光照传感器
3.9 本章小结
第四章 无线传感网络方案选择及设计
4.1 无线传感器网络方案选择
4.2 信息采集系统总体网络架构
4.3 Zig Bee模块介绍
4.3.1 E32-TTL-100 无线模块介绍
4.3.2 Lo Ra调制技术优势
4.3.3 E32-TTL-100 无线模块引脚及其功能说明
4.3.4 E32-TTL-100 模块接口电路
4.3.5 E32-TTL-100 模块工作模式
4.4 Zig Bee无线网络传感器节点
4.5 Zig Bee协议栈分析
4.5.1 Zig Bee协议的分层结构
4.5.2 Zig Bee物理层PHY
4.5.3 介质接入控制子层MAC
4.5.4 Zig Bee网络层
4.5.5 网络层服务协议
4.5.6 Zig Bee应用层
4.6 Zig Bee软件设计
4.7 本章小结
第五章 GPRS模块设计
5.1 SIM800C GPRS数据模块
5.2 SIM800C GPRS模块硬件电路设计
5.2.1 电源电路
5.2.2 SIM800C最小工作电路
5.2.3 SIM卡座电路
5.2.4 SIM800C GPRS模块对外接口电路
5.2.5 SIM800C GPRS模块PCB图
5.3 SIM800C GPRS模块操作流程
5.3.1 SIM800C AT命令
5.3.2 SIM800C AT命令操作
5.4 GPRS DTU配置和联网
5.5 GPRS DTU服务器软件设计
5.6 GPRS数据接收和保存
5.7 SQL数据库的操作连接和访问
5.8 本章小结
第六章 软硬件仿真及整机性能测试
6.1 原理图、PCB绘制
6.2 模块化软件编程
6.2.1 主程序流程
6.2.2 Zig Bee无线模块工作流程
6.2.3 GPRS无线模块工作流程
6.3 调试、仿真及全面测试
6.3.1 硬件电路板焊接调试
6.3.2 软件编程仿真
6.3.3 软硬件联调
6.4 本章小结
第七章 总结与展望
参考文献
致谢
作者简介
本文编号：3766824
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