基于ZigBee温室环境数据采集系统的研究与实现

发布时间：2017-06-30 00:03

  本文关键词：基于ZigBee温室环境数据采集系统的研究与实现，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着物联网技术的迅猛发展,现代信息化农业也得到了快速的发展。与传统的种植农业相比较,现代信息化农业不仅节省了大量的人力物力,而且农产量也得到了很大的提高。我国是全世界的人口大国之一,人们对粮食有很大的需求量。因此,农业信息化的发展势在必行。无线传感网络运用在智能农业中,如温室大棚,可以随时监测农作物的生长状况并采取相应的措施,可使农作物的生长环境保持最佳状态,大大提高农产量。因此,农业信息化的研究具有很大的意义。本人经过半年的时间深入的学习了红外、蓝牙、WiFi、ZigBee四种无线通信技术,尤其是对IEEE 802.15.4/ZigBee标准协议栈做了深入的研究。并在学习这四种无线通信技术的基础上开发项目。通过做项目,对四种不同的无线通信技术进行了比较,可以知道ZigBee无线传感网络在数据传输时,功耗低、传输速率低,数据在传输的过程中比较安全,且购买所需的硬件成本比较便宜等优点。因此,选择ZigBee无线传感技术来完成本课题。本文利用温湿度传感器DHT22、光照传感器、CC2530芯片等主要硬件设备,搭建了模拟智能农业温室大棚正常运行时的数据采集系统。主要对IEEE802.15.4标准协议及ZigBee组网进行了分析和阐述。特别是针对点对点无线通信以及点对多点的无线通信的流程,代码的编写以及运行调试进行了详细的分析。对终端节点和协调器节点的硬件配置,通信过程及关键代码编写进行了设计,成功的实现了协议栈的移植,重点测试了终端节点的数据采集以及传输,为今后实际工作中的网络扩展、应用、软件的移植和设计打下了基础。
【关键词】：ZigBee CC2530 无线通信 数据采集
【学位授予单位】：北方民族大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP274.2;TN92
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第一章 绪论9-12
• 1.1 课题研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-11
• 1.2.1 国内研究现状10
• 1.2.2 国外研究现状10-11
• 1.3 论文主要内容及整体结构11-12
• 第二章 ZigBee技术分析与总体方案设计12-19
• 2.1 无线传感技术的特点12-13
• 2.2 ZIGBEE协议和设备类型13-16
• 2.2.1 ZigBee协议13-14
• 2.2.2 ZigBee的网络拓扑结构14-15
• 2.2.3 ZigBee设备类型15-16
• 2.3 ZIGBEE协议体系结构16-17
• 2.3.1 ZigBee协议栈的物理层16-17
• 2.3.3 ZigBee 协议栈的 NWK17
• 2.3.4 ZigBee协议栈的应用层17
• 2.4 系统设计方案17-18
• 2.5 本文小结18-19
• 第三章 系统硬件设计19-27
• 3.1 协调器节点的硬件设计19-23
• 3.1.1 处理器模块和通信模块19-22
• 3.1.2 电源模块22-23
• 3.2 终端节点的硬件设计23-25
• 3.2.1 传感器模块的设计23-25
• 3.2.2 指示灯模块25
• 3.3 本章小结25-27
• 第四章 系统软件设计27-42
• 4.1 项目开发平台的安装27-29
• 4.1.1 IAR EW8051-EV-751A 的安装过程27-28
• 4.1.2 ZSTac K-CC2530-2.3.0-1.4.0 ZigBee 协议栈的安装28-29
• 4.1.3 串口转换器29
• 4.2 TI Z-Stack 协议栈应用29-30
• 4.3 ZIGBEE组网设计30-37
• 4.3.1 点对点无线通信程序设计30-34
• 4.3.2 点对多点的通信程序设计34-37
• 4.4 温湿度采集程序设37-40
• 4.5 光照传感器数据采集程序设计40-41
• 4.6 本章小结41-42
• 第五章 系统测试42-49
• 5.1 ZIGBEE节点实验测试42-45
• 5.1.1 ZigBee通信功能测试42-44
• 5.1.2 ZigBee自组网实验测试44-45
• 5.2 温湿度传感节点的数据采集实验测试45-46
• 5.3 光照传感节点的数据采集实验测试46-47
• 5.4 数据采集整个系统测试47
• 5.5 本章小结47-49
• 第六章 总结和展望49-51
• 6.1 总结49
• 6.2 展望49-51
• 参考文献51-54
• 致谢54-55
• 个人简介55

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本文编号：499784