基于Zigbee的土壤墒情自动监测系统设计

发布时间：2017-09-10 20:28

  本文关键词：基于Zigbee的土壤墒情自动监测系统设计

  更多相关文章： Zigbee 土壤墒情 GPRS模块 JN5139 无线传感器网络

【摘要】：土壤墒情的监测主要是确定土壤环境对农作物的影响,研究土壤墒情的自动监测系统可以有效的节约用水,同时也可以根据植物的需要及时的灌溉。土壤墒情自动监测系统的设计为农田灌溉以及实现土壤的综合节水目标提供了强有力的管理手段和方法。本文在实际应用需求和功能分析的基础上,以Zigbee无线网络为组网技术支撑,提出了基于Zigbee的土壤墒情自动监测系统,该系统实现对土壤墒情的数据采集和远程数据传输,实现实时的土壤墒情监测。该系统由数据采集、数据传感器节点以及Zigbee无线网和上位机监控软件组成,实现利用传感器节点对土壤墒情的信息采集和传输,同时将采集到的数据通过GPRS模块上传至服务器端,用户可以对远程数据实现实时监控。该系统以MSP430F149为微控制器实现对空气温度、空气湿度、土壤温度和土壤湿度等数据的实时数据采集;以超低功耗JN5139为无线网络的传输节点,构建多个采集终端的无线传输网络;数据采集通过Zigbee的终端节点或者是路由节点发送到协调器节点,协调器节点接收数据通过RS232的通信方式发送到GPRS,GPRS模块接收到数据土壤墒情的信息数据发送到远程的服务器上的监控软件,从而实现土壤墒情的远程数据传输。上位机监控软件接收到数据将数据进行入库处理并进行实时显示,同时可以显示历史数据,并可以根据设置的阈值进行报警处理。
【关键词】：Zigbee 土壤墒情 GPRS模块 JN5139 无线传感器网络
【学位授予单位】：河北科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP274
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题研究背景和意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.2.1 国外研究现状10-11
• 1.2.2 国内研究现状11-12
• 1.3 论文主要研究内容12-13
• 1.4 论文章节安排13-15
• 第2章 无线传感器网络及Zigbee协议15-27
• 2.1 无线传感器网络15-16
• 2.1.1 无线传感器网络主要技术15
• 2.1.2 网络节点组成15-16
• 2.1.3 无线传感器网络特点16
• 2.2 Zigbee网络设备16-19
• 2.2.1 Zigbee节点设备类型17-18
• 2.2.2 Zigbee网络拓扑结构18-19
• 2.3 Zigbee协议栈结构19-22
• 2.3.1 IEEE 802.15.4 层规范20-21
• 2.3.2 Zigbee应用层规范21
• 2.3.3 网络层概述21-22
• 2.4 Zigbee组网技术22-26
• 2.4.1 Zigbee节点部署策略22-23
• 2.4.2 传感器网络节点部署方法23-25
• 2.4.3 数据汇聚25-26
• 2.5 本章小结26-27
• 第3章 系统总体方案设计27-33
• 3.1 系统需求分析27
• 3.2 系统设计原则27-28
• 3.3 系统总体方案28-30
• 3.3.1 系统组成28
• 3.3.2 系统功能设计28-30
• 3.4 系统数据传输网络设计30-31
• 3.5 本章小结31-33
• 第4章 系统硬件设计33-47
• 4.1 土壤墒情传感器33
• 4.2 JN5139 M033-38
• 4.2.1 JN5139 MCU33-34
• 4.2.2 无线收发器34-35
• 4.2.3 串行通信35
• 4.2.4 模数转换35-37
• 4.2.5 系统时钟37
• 4.2.6 复位电路及中断处理37-38
• 4.2.7 JN5139工作模式38
• 4.3 数据采集器硬件设计38-45
• 4.3.1 系统最小系统电路39-40
• 4.3.2 时钟电路40-41
• 4.3.3 电源电路41-43
• 4.3.4 调试接口电路43-44
• 4.3.5 串口通讯电路设计44-45
• 4.4 本章小结45-47
• 第5章 系统软件设计47-57
• 5.1 搭建编程环境47-49
• 5.1.1 烧录软件集成在CODE：BLOCKS IDE中的方法47-48
• 5.1.2 安装USB到串行接口的电缆驱动48
• 5.1.3 配置调试环境48-49
• 5.2 Jennic程序架构49-50
• 5.3 节点软件设计50-53
• 5.3.1 协调器节点工作过程50-51
• 5.3.2 终端节点工作过程51
• 5.3.3 路由节点工作过程51-53
• 5.4 系统软件功能设计53-56
• 5.4.1 系统登录53
• 5.4.2 系统初始设置53-54
• 5.4.3 土壤墒情实时数据54-55
• 5.4.4 系统历史数据55
• 5.4.5 系统报警阈值设定55-56
• 5.5 本章小结56-57
• 结论57-58
• 参考文献58-62
• 致谢62-64
• 个人简历64

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本文编号：826485