基于ZigBee技术和GSM网络的精确灌溉系统研究
发布时间：2021-04-28 17:38
水是农业的命脉,水资源状况和利用水平已成为评价一个国家、一个地区的经济能否持续发展的重要指标之一。我国作为一个发展中国家,同时面临着水资源匮乏、水利用效率低等问题,水资源危机已经成为制约我国经济社会可持续发展的瓶颈因素之一。随着计算机技术、无线通信技术及自动控制技术的发展,实现高效、精确、实时的自动控制将成为我国自动灌溉系统的发展方向。我国现有的灌溉技术还比较落后,采用的有线测控系统存在布线多、布线复杂、布线成本高等缺点,这些缺点不仅给农田耕作带来不便,更难以在生产实际中应用推广。本文研究的自动灌溉系统是建立在基于ZigBee技术的无线通信平台之上的,它构建了一个网状型网络,其包括无线网关节点、无线路由节和点无线传感节点等类型的设备。在该系统中,通过设置在监控区域的土壤温湿度传感器,实时获得监控区域的土壤温度和湿度等参数数据,通过基于ZigBee技术的无线传感网络传输到上位机上,上位机界面应用LabVIEW软件开发。同时根据灌溉的特点,以土壤温度和湿度为输入变量,以灌溉时间为输出变量,采用模糊控制技术进行模糊化、模糊推理和解模糊,得到模糊控制表,并将这个表存储到上位机中,根据接收到的土...
【文章来源】：天津科技大学天津市
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 前言
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外自动灌溉系统的发展现状
1.3 课题的提出及研究内容
1.3.1 课题的提出
1.3.2 课题研究的主要内容
2 系统总体设计方案
2.1 无线通信技术的引入
2.2 系统总体设计方案
3 精确自动灌溉系统的硬件设计
3.1 微处理器的硬件设计
3.2 数据采集模块的硬件设计
3.2.1 土壤温湿度传感器的选型
3.2.2 传感器硬件电路原理图
3.3 基于ZigBee技术的无线通信系统的构建及其硬件设计
3.3.1 ZigBee技术的主要特点
3.3.2 ZigBee网络的拓扑结构
3.3.3 无线传感节点的硬件设计
3.3.3.1 ZigBee模块的选型
3.3.3.2 ZigBee模块的电路原理图
3.3.4 无线网关节点的硬件设计
3.4 控制模块的硬件设计
3.5 GSM网络的硬件设计
3.5.1 GSM模块简介
3.5.2 GSM模块接口设计
3.5.3 指示灯电路
3.5.4 SIM卡电路
3.6 多串口扩展模块的硬件设计
3.7 串口通信模块的硬件设计
3.8 硬件电路的抗干扰措施
3.8.1 设置去耦电容
3.8.2 布线设计
3.8.3 印制板辐射噪声及其抑制
4 精确自动灌溉系统的控制策略
4.1 模糊控制的概述
4.2 模糊控制器的设计
4.2.1 模糊化
4.2.2 模糊规则的建立
4.2.3 解模糊
5 精确自动灌溉系统的软件设计
5.1 下位机软件设计
5.1.1 数据采集与控制
5.1.2 短消息程序设计
5.1.2.1 AT命令
5.1.2.2 短消息的接收
5.2 上位机软件设计
5.2.1 虚拟仪器的概述
5.2.1.1 虚拟仪器的概念和特点
5.2.1.2 虚拟仪器的关键技术
5.2.2 虚拟仪器开发平台LabVIEW
5.2.2.1 LabVIEW简介
5.2.2.2 LabVIEW应用程序的构成
5.2.3 安全设计
5.2.4 数据库设计
5.2.5 数据库访问技术
5.2.5.1 ODBC技术
5.2.5.2 ADO技术
5.2.5.3 数据源的建立
5.2.5.4 LabVIEW实现数据库访问
5.2.6 利用LabVIEW实现串口通信
6 系统的运行测试
6.1 用户登录
6.2 系统用户界面
7 总结
8 展望
9 参考文献
10 学位攻读期间论文发表情况
11 致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于ZigBee技术的无线自动滴灌系统设计[J]. 郭毓灵,宁芊. 节水灌溉. 2011(02)
[2]无线电台抗复杂电磁干扰的几点措施[J]. 江振华. 四川兵工学报. 2010(06)
[3]单片机模糊控制节水灌溉系统设计[J]. 王晓健. 安徽农业科学. 2010(01)
[4]基于无线传感器网络的节水灌溉控制系统[J]. 高军,丰光银,黄彩梅. 现代电子技术. 2010(01)
[5]基于GPRS/SMS和μC/OS的都市绿地精准灌溉控制系统[J]. 章军富,陈峻崎,胡剑非,赵燕东. 农业工程学报. 2009(09)
[6]模糊控制技术在节水灌溉中的应用[J]. 尹辉娟,史智兴. 安徽农业科学. 2009(23)
[7]模糊控制理论综述[J]. 楚焱芳,张瑞华. 科技信息. 2009(20)
[8]ZigBee在作物种植环境监测系统的应用[J]. 代媛,杨龙,何东健. 微计算机信息. 2009(02)
[9]自动监控技术在设施农业生产中的应用系列(七) 节水灌溉监测控制系统在设施生产中的研究与应用(上)[J]. 王成,侯瑞锋,张馨. 农业工程技术(温室园艺). 2008(10)
[10]基于WSN的青藏铁路温度监测系统研究[J]. 尤著宏,李帅,孔令成,张志华,江凯,刘晓. 自动化与仪表. 2008(09)
硕士论文
[1]基于ZigBee技术的绿地自动灌溉控制系统的研究与实现[D]. 王淑珍.浙江大学 2010
[2]城市草坪智能化灌溉系统研究[D]. 王毅.西安建筑科技大学 2008
本文编号：3165892
【文章来源】：天津科技大学天津市
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 前言
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外自动灌溉系统的发展现状
1.3 课题的提出及研究内容
1.3.1 课题的提出
1.3.2 课题研究的主要内容
2 系统总体设计方案
2.1 无线通信技术的引入
2.2 系统总体设计方案
3 精确自动灌溉系统的硬件设计
3.1 微处理器的硬件设计
3.2 数据采集模块的硬件设计
3.2.1 土壤温湿度传感器的选型
3.2.2 传感器硬件电路原理图
3.3 基于ZigBee技术的无线通信系统的构建及其硬件设计
3.3.1 ZigBee技术的主要特点
3.3.2 ZigBee网络的拓扑结构
3.3.3 无线传感节点的硬件设计
3.3.3.1 ZigBee模块的选型
3.3.3.2 ZigBee模块的电路原理图
3.3.4 无线网关节点的硬件设计
3.4 控制模块的硬件设计
3.5 GSM网络的硬件设计
3.5.1 GSM模块简介
3.5.2 GSM模块接口设计
3.5.3 指示灯电路
3.5.4 SIM卡电路
3.6 多串口扩展模块的硬件设计
3.7 串口通信模块的硬件设计
3.8 硬件电路的抗干扰措施
3.8.1 设置去耦电容
3.8.2 布线设计
3.8.3 印制板辐射噪声及其抑制
4 精确自动灌溉系统的控制策略
4.1 模糊控制的概述
4.2 模糊控制器的设计
4.2.1 模糊化
4.2.2 模糊规则的建立
4.2.3 解模糊
5 精确自动灌溉系统的软件设计
5.1 下位机软件设计
5.1.1 数据采集与控制
5.1.2 短消息程序设计
5.1.2.1 AT命令
5.1.2.2 短消息的接收
5.2 上位机软件设计
5.2.1 虚拟仪器的概述
5.2.1.1 虚拟仪器的概念和特点
5.2.1.2 虚拟仪器的关键技术
5.2.2 虚拟仪器开发平台LabVIEW
5.2.2.1 LabVIEW简介
5.2.2.2 LabVIEW应用程序的构成
5.2.3 安全设计
5.2.4 数据库设计
5.2.5 数据库访问技术
5.2.5.1 ODBC技术
5.2.5.2 ADO技术
5.2.5.3 数据源的建立
5.2.5.4 LabVIEW实现数据库访问
5.2.6 利用LabVIEW实现串口通信
6 系统的运行测试
6.1 用户登录
6.2 系统用户界面
7 总结
8 展望
9 参考文献
10 学位攻读期间论文发表情况
11 致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于ZigBee技术的无线自动滴灌系统设计[J]. 郭毓灵,宁芊. 节水灌溉. 2011(02)
[2]无线电台抗复杂电磁干扰的几点措施[J]. 江振华. 四川兵工学报. 2010(06)
[3]单片机模糊控制节水灌溉系统设计[J]. 王晓健. 安徽农业科学. 2010(01)
[4]基于无线传感器网络的节水灌溉控制系统[J]. 高军,丰光银,黄彩梅. 现代电子技术. 2010(01)
[5]基于GPRS/SMS和μC/OS的都市绿地精准灌溉控制系统[J]. 章军富,陈峻崎,胡剑非,赵燕东. 农业工程学报. 2009(09)
[6]模糊控制技术在节水灌溉中的应用[J]. 尹辉娟,史智兴. 安徽农业科学. 2009(23)
[7]模糊控制理论综述[J]. 楚焱芳,张瑞华. 科技信息. 2009(20)
[8]ZigBee在作物种植环境监测系统的应用[J]. 代媛,杨龙,何东健. 微计算机信息. 2009(02)
[9]自动监控技术在设施农业生产中的应用系列(七) 节水灌溉监测控制系统在设施生产中的研究与应用(上)[J]. 王成,侯瑞锋,张馨. 农业工程技术(温室园艺). 2008(10)
[10]基于WSN的青藏铁路温度监测系统研究[J]. 尤著宏,李帅,孔令成,张志华,江凯,刘晓. 自动化与仪表. 2008(09)
硕士论文
[1]基于ZigBee技术的绿地自动灌溉控制系统的研究与实现[D]. 王淑珍.浙江大学 2010
[2]城市草坪智能化灌溉系统研究[D]. 王毅.西安建筑科技大学 2008
本文编号：3165892
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/nygclw/3165892.html
