基于嵌入式和虚拟仪器技术的无线粮仓监测系统的设计与实现

发布时间：2022-12-23 05:47

　　近些年来,电子信息技术在农业领域的渗透与应用,极大地推动了农业技术变革,农产品的存储技术也同时迈入了一个新的发展纪元。众所周知,粮食是人类最基本的物质生产资料,而温度和湿度是影响其存储质量好坏的重要因素,如何科学有效的对粮仓中储放的粮食进行监管,已成为我国农业产品储备领域多年来不断研究的课题。 传统粮仓监测系统多采用有线布线方式,通过现场总线将分散的存储区域连接起来,其构成存在布线复杂、总体成本高、不便于安装维护和线路拓展性差等缺陷。 本文针对这一问题,首先讲述了科学、安全储粮的重要意义,分析了现有的相关储粮监测技术手段,联系嵌入式和无线通信技术,提出了一种基于嵌入式的无线粮仓监测系统的设计方案。并给出了无线测量网关、测量节点详细的软、硬件设计流程。测量节点选用开源电子平台Arduino做为处理核心,通过外接温、湿度等传感器对仓储信息进行采集,由无线射频模块进行数据的远程收发。测量网关采用ARM11处理器为核心,负责网络的建立及数据的接收,结合射频通讯芯片nRF24L01+完成数据的传输。最终,由虚拟仪器软件LabVIEW编写的上位机监测软件实现数据的显示、存储等功能。 ... 

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 粮情监测系统技术的国内外发展现状
    1.3 本文主要研究内容和文章结构安排
第二章 无线粮仓监测系统的硬件设计
    2.1 系统总体结构及设计思路
        2.1.1 系统功能需求及技术指标
        2.1.2 无线通讯方案选择
    2.2 无线测量节点设计
        2.2.1 处理核心及外围电路
        2.2.2 无线通信模块的设计与实现
        2.2.3 传感器选择和设计
        2.2.4 电源设计
    2.3 无线测量网关设计
        2.3.1 嵌入式系统简介
        2.3.2 测量网关硬件构成
        2.3.3 串行接口电路
        2.3.4 报警模块
    2.4 本章小结
第三章 测量网关的嵌入式Linux开发环境搭建
    3.1 测量网关嵌入式系统选择
    3.2 交叉编译环境搭建
    3.3 Bootloader 介绍及 U-BOOT 移植
    3.4 嵌入式Linux内核配置与移植
    3.5 文件系统的配置与移植
    3.6 本章小结
第四章 无线粮仓监测系统的软件设计
    4.1 测量节点软件设计
        4.1.1 整体设计
        4.1.2 数字传感器软件设计
        4.1.3 无线收发程序设计
    4.2 Linux下无线模块驱动的设计
        4.2.1 无线模块驱动程序的加载和卸载
        4.2.2 无线模块驱动程序的操作函数
    4.3 上位机监测软件设计
        4.3.1 开发环境介绍
        4.3.2 系统登录模块设计
        4.3.3 数据采集/显示模块设计
        4.3.4 数据存储/查询模块设计
    4.4 本章小结
第五章 系统调试与性能测试
    5.1 系统综合测试
        5.1.1 测量节点数据采集测试
        5.1.2 无线通讯性能测试
        5.1.3 上位机软件测试
    5.2 本章小结
总结与展望
参考文献
硕士学位期间取得的科研成果
致谢



本文编号：3724838