异构网络下温室环境监测系统的研究开发与应用
发布时间：2020-12-10 07:03
设施农业已经成为现代农业的研究热点。温室监测技术的应用为设施农业提供了物质基础,使其有了很快的发展。基于有线传输的传统监测手段存在着布线复杂、灵活性差、维护困难等局限性。无线传感器网络（Wireless Sensors Network,WSN）以其组网灵活、低成本、低功耗的优势可以很好地应对这些问题。但是现有无线传感器网络监测技术大多采用单一的ZigBee协议,不太适合用于长距离传输。本文根据温室作物生长所需环境参数的要求,构建了一种基于ZigBee和GPRS的异构网络,搭建基于ZigBee的硬件平台对温室内温度、湿度、光照强度和二氧化碳浓度进行监测,通过GPRS网络传输到监测中心,实现了对多个温室环境的远程监测。主要研究内容如下:（1）硬件平台的搭建。应温室监测系统的要求,对监测节点进行了多参数、微型化、低功耗设计。系统选用CC2530作为主控芯片,设计了三种功能节点,终端节点、协调器网关节点和路由节点。终端节点完成对原始数据的采集,选用SHT10数字温湿度传感器、BPW34s光照传感器以及MG811二氧化碳浓度传感器设计采集电路。协调器网关节点完成ZigBee...
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题研究的目的与意义
1.2 农业监测国内外研究现状
1.2.1 国外现状
1.2.2 国内现状
1.3 论文研究的主要内容以及基本的结构
第二章 农业温室环境监测系统分析和体系结构
2.1 系统需求分析
2.2 农作物生长的因素
2.3 无线传感器网络概述
2.3.1 无线传感器网络的特点
2.3.2 无线传感器网络的体系结构
2.3.3 无线通信技术简介
2.3.4 基于ZigBee和GPRS的异构网络
2.4 总体方案设计
2.5 本章小结
第三章 系统硬件平台的搭建
3.1 传感器节点的整体规划
3.2 基础模块的设计
3.2.1 主控模块设计
3.2.2 无线通信模块设计
3.2.3 电源模块设计
3.3 特殊模块设计
3.3.1 温湿度采集模块设计
3.3.2 光照强度采集模块设计
3.3.3 二氧化碳浓度采集模块设计
3.3.4 GPRS模块设计
3.4 本章小结
第四章 基于Z-Stack协议栈的组网设计
4.1 IAR EW8051集成开发环境简介
4.2 Z-Stack协议栈
4.3 协调器网关节点程序设计
4.3.1 多网并存设计
4.3.2 串口通信设计
4.4 终端节点程序设计
4.5 路由节点程序设计
4.6 本章小结
第五章 上位机监测平台设计
5.1 监测平台的整体架构
5.2 基于SQL Server 2012数据库构建
5.2.1 SQL Server 2012简介
5.2.2 数据库架构设计
5.2.3 数据库访问
5.3 基于Visual Studio 2012软件设计
5.3.1 Visual Studio 2012简介
5.3.2 数据接收模块设计
5.3.3 监测平台界面设计
5.4 本章小节
第六章 系统实现与性能测试
6.1 异构网络的实现
6.2 系统性能测试
6.2.1 通信性能测试
6.2.2 上位机数据接收测试
6.2.3 异构网络间干扰测试
6.3 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 工作总结
7.2 工作展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录
【参考文献】：
期刊论文
[1]美国七成农场“触网” 智慧农业带来“绿色革命”[J]. 彭海容. 中国食品. 2015(21)
[2]基于ZigBee的煤矿主通风机监控系统设计[J]. 孟军. 现代矿业. 2015(08)
[3]信息化教学手段在《C#程序设计》课程中的运用[J]. 平金珍,王茜,于莉莉. 信息通信. 2015(07)
[4]智慧农业将让农民消失 未来“开心农场”谁当大玩家[J]. 刘国伟. 环境与生活. 2015(07)
[5]荷兰农业发展特点及产业结构[J]. 龙吉泽. 时代农机. 2015(05)
[6]关于现代农业蔬菜栽培技术要点分析[J]. 郭云仙. 农业与技术. 2015(08)
[7]无线传感器网络研究现状及应用[J]. 赵娜. 电脑与电信. 2015(04)
[8]基于Zstack的点对点通信研究[J]. 刘顺勇,温怀,赵丽. 重庆第二师范学院学报. 2014(06)
[9]美国:农业物联网将引领下一个农业时代[J]. 刘凡,蒋寒露. 农村.农业.农民(A版). 2014(08)
[10]联接农业物联网[J]. 周路菡. 新经济导刊. 2014(03)
博士论文
[1]无线传感器网络数据融合与目标跟踪研究及其应用[D]. 屈剑锋.重庆大学 2009
[2]精准农业发展模式选择与评价研究[D]. 侯建平.天津大学 2007
硕士论文
[1]新华社多媒体数据管理系统初探[D]. 齐泓鑫.吉林大学 2014
[2]远程多参数农业温室数据监测系统的设计[D]. 马迪.哈尔滨理工大学 2014
[3]基于无线传感器网络的室内环境监测系统设计与实现[D]. 杜元生.南京航空航天大学 2013
[4]基于DV-HOP算法的无线传感器网络节点定位技术研究[D]. 李雪梅.太原理工大学 2012
[5]一种无线传感器网络网关的设计与实现[D]. 李长锋.大连海事大学 2011
[6]基于蚁群算法的无线传感器网络分簇路由算法[D]. 张海娟.西北大学 2010
[7]基于ZigBee的短距离无线通讯技术研究[D]. 李丽丽.中北大学 2010
[8]基于CC2431的无线传感器网络节点的研究[D]. 张转成.中国科学技术大学 2009
[9]植物可视化建模中光照对植物生长的影响[D]. 雷鹏飞.重庆大学 2008
本文编号：2908284
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题研究的目的与意义
1.2 农业监测国内外研究现状
1.2.1 国外现状
1.2.2 国内现状
1.3 论文研究的主要内容以及基本的结构
第二章 农业温室环境监测系统分析和体系结构
2.1 系统需求分析
2.2 农作物生长的因素
2.3 无线传感器网络概述
2.3.1 无线传感器网络的特点
2.3.2 无线传感器网络的体系结构
2.3.3 无线通信技术简介
2.3.4 基于ZigBee和GPRS的异构网络
2.4 总体方案设计
2.5 本章小结
第三章 系统硬件平台的搭建
3.1 传感器节点的整体规划
3.2 基础模块的设计
3.2.1 主控模块设计
3.2.2 无线通信模块设计
3.2.3 电源模块设计
3.3 特殊模块设计
3.3.1 温湿度采集模块设计
3.3.2 光照强度采集模块设计
3.3.3 二氧化碳浓度采集模块设计
3.3.4 GPRS模块设计
3.4 本章小结
第四章 基于Z-Stack协议栈的组网设计
4.1 IAR EW8051集成开发环境简介
4.2 Z-Stack协议栈
4.3 协调器网关节点程序设计
4.3.1 多网并存设计
4.3.2 串口通信设计
4.4 终端节点程序设计
4.5 路由节点程序设计
4.6 本章小结
第五章 上位机监测平台设计
5.1 监测平台的整体架构
5.2 基于SQL Server 2012数据库构建
5.2.1 SQL Server 2012简介
5.2.2 数据库架构设计
5.2.3 数据库访问
5.3 基于Visual Studio 2012软件设计
5.3.1 Visual Studio 2012简介
5.3.2 数据接收模块设计
5.3.3 监测平台界面设计
5.4 本章小节
第六章 系统实现与性能测试
6.1 异构网络的实现
6.2 系统性能测试
6.2.1 通信性能测试
6.2.2 上位机数据接收测试
6.2.3 异构网络间干扰测试
6.3 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 工作总结
7.2 工作展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录
【参考文献】：
期刊论文
[1]美国七成农场“触网” 智慧农业带来“绿色革命”[J]. 彭海容. 中国食品. 2015(21)
[2]基于ZigBee的煤矿主通风机监控系统设计[J]. 孟军. 现代矿业. 2015(08)
[3]信息化教学手段在《C#程序设计》课程中的运用[J]. 平金珍,王茜,于莉莉. 信息通信. 2015(07)
[4]智慧农业将让农民消失 未来“开心农场”谁当大玩家[J]. 刘国伟. 环境与生活. 2015(07)
[5]荷兰农业发展特点及产业结构[J]. 龙吉泽. 时代农机. 2015(05)
[6]关于现代农业蔬菜栽培技术要点分析[J]. 郭云仙. 农业与技术. 2015(08)
[7]无线传感器网络研究现状及应用[J]. 赵娜. 电脑与电信. 2015(04)
[8]基于Zstack的点对点通信研究[J]. 刘顺勇,温怀,赵丽. 重庆第二师范学院学报. 2014(06)
[9]美国:农业物联网将引领下一个农业时代[J]. 刘凡,蒋寒露. 农村.农业.农民(A版). 2014(08)
[10]联接农业物联网[J]. 周路菡. 新经济导刊. 2014(03)
博士论文
[1]无线传感器网络数据融合与目标跟踪研究及其应用[D]. 屈剑锋.重庆大学 2009
[2]精准农业发展模式选择与评价研究[D]. 侯建平.天津大学 2007
硕士论文
[1]新华社多媒体数据管理系统初探[D]. 齐泓鑫.吉林大学 2014
[2]远程多参数农业温室数据监测系统的设计[D]. 马迪.哈尔滨理工大学 2014
[3]基于无线传感器网络的室内环境监测系统设计与实现[D]. 杜元生.南京航空航天大学 2013
[4]基于DV-HOP算法的无线传感器网络节点定位技术研究[D]. 李雪梅.太原理工大学 2012
[5]一种无线传感器网络网关的设计与实现[D]. 李长锋.大连海事大学 2011
[6]基于蚁群算法的无线传感器网络分簇路由算法[D]. 张海娟.西北大学 2010
[7]基于ZigBee的短距离无线通讯技术研究[D]. 李丽丽.中北大学 2010
[8]基于CC2431的无线传感器网络节点的研究[D]. 张转成.中国科学技术大学 2009
[9]植物可视化建模中光照对植物生长的影响[D]. 雷鹏飞.重庆大学 2008
本文编号：2908284
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/2908284.html
