农田环境的无线传感器网络监测系统设计与实现

发布时间：2021-06-25 14:10

　　农田环境参数对田间作物的生长和产量影响较大,为了促进作物健康生长,提高作物的产量和品质,须掌握农作物生长环境信息,并对农田环境信息实时采集和分析。本文在综述国内、外无线传感器网络（Wireless Sensor Network,WSN）与农业相结合研究现状基础上,紧扣现代农业对环境参数采集需精准、实时、操作便捷和远程控制的要求和特点,利用无线传感器网络技术设计并实现了一套以太阳能为能量供应的农田参数远程监测系统。本系统可对农（?）田环境中的大气温湿度、风速、风向、土壤温度和水分含量,以及光照强度进行监测,为作物育苗、栽培提供数据参考,进而提升作物的产量和产品质量。本研究以太阳能作为能源供应,采用TI公司生产的CC2530射频硬件模块和Zstack软件协议栈软件平台组建农田环境中的无线传感器网络,实现对环境各项参数采集。选用3G-DTU模块实现无线传感器网络与远程服务器之间数据远程传输,通过3G移动通信网络进行数据交互;农田环境远程数据监测中心采用浏览器/服务器（Bowse/Server,B/S）架构搭建,以MySql数据库作为农田环境参数的存储,在Java平台上利用Jfinal框架开发... 

【文章来源】：福建农林大学福建省

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
    1.2 WSN在农业中的应用现状
        1.2.1 WSN概述
        1.2.2 国外现状
        1.2.3 国内现状
    1.3 研究内容
    1.4 论文组织结构
第二章 监测系统方案设计
    2.1 监测系统主要参数分析
        2.1.1 温度
        2.1.2 湿度
        2.1.3 土壤水分
        2.1.4 风速、风向
        2.1.5 光照强度
    2.2 系统总体方案设计与功能分析
        2.2.1 系统总体方案设计
        2.2.2 系统功能分析
    2.3 相关无线通信技术简介
        2.3.1 ZigBee技术
        2.3.2 3G通信技术
    2.4 本章小结
第三章 硬件系统设计
    3.1 硬件系统概述
        3.1.1 汇聚节点的硬件框架
        3.1.2 路由和终端节点硬件框架
    3.2 主控芯片的选型
    3.3 3G模块的选型
    3.4 传感器的选型
        3.4.1 大气温湿度传感器
        3.4.2 土壤水分温度传感器
        3.4.3 风速传感器
        3.4.4 风向传感器
        3.4.5 光照传感器
    3.5 太阳能供电模块设计
        3.5.1 汇聚节点太阳能供电模块
        3.5.2 路由和终端节点太阳能供电模块
    3.6 外围电路设计
        3.6.1 复位和调试电路
        3.6.2 RS485串口电路
        3.6.3 传感器接口电路
        3.6.4 DTU接口电路
        3.6.5 电源管理电路
    3.7 本章小结
第四章 系统软件开发
    4.1 系统软件设计概述
    4.2 WSN软件开发
        4.2.1 开发环境介绍
        4.2.2 Z-Stack工作流程
        4.2.3 汇聚节点程序开发
        4.2.4 路由节点程序开发
        4.2.5 终端节点程序开发
        4.2.6 数据处理算法
    4.3 农田监测中心软件开发
        4.3.1 监测中心软件设计概述
        4.3.2 B/S架构下监测中心软件的开发
        4.3.3 系统功能展示
    4.4 本章小结
第五章 农田监测系统测试
    5.1 ZigBee组网测试
        5.1.1 节点通信距离测试
        5.1.2 丢包率测试
    5.2 EW-MA算法测试与分析
    5.3 节点感知精度测试
    5.4 运行测试
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
研究生期间科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于无线传感器网络的无人机农田信息监测系统[J]. 张波,罗锡文,兰玉彬,黄志宏,曾鸣,李继宇.  农业工程学报. 2015(17)
[2]李民赞:我国精细农业的引路人[J]. 王雯慧.  中国农村科技. 2015(08)
[3]独立光伏智能控制系统的设计[J]. 黄培.  电气应用. 2015(06)
[4]无线传感器网络应用系统最新进展综述[J]. 孙龙.  中国新通信. 2015(06)
[5]DTU通信协议的一种改进设计[J]. 赵忠彪.  电力系统保护与控制. 2014(17)
[6]铅酸电池与锂电池全生命周期对比研究[J]. 韩业斌.  蓄电池. 2014(04)
[7]无线传感装置的太阳能供电系统研究[J]. 宋丽青,刘冲,张志新,梁帮伟,刘洋,李以辉.  现代电子技术. 2014(14)
[8]基于JFinal框架的Java Web应用开发研究[J]. 杨宁,刘丹军.  电脑知识与技术. 2014(07)
[9]C/S到B/S模式转换的技术研究[J]. 查修齐,吴荣泉,高元钧.  计算机工程. 2014(01)
[10]短距离无线通信关键技术及应用发展前景[J]. 陈展,陶峥.  科技传播. 2013(22)

博士论文
[1]基于无线传感器网络的农田环境监测系统研究与实现[D]. 孙玉文.南京农业大学 2013

硕士论文
[1]土壤墒情信息采集与远程监控系统的设计[D]. 赵雷.黑龙江大学 2014
[2]基于WSN的温室环境监测系统研究与设计[D]. 张兴伟.郑州大学 2013
[3]基于ZigBee技术灌溉系统的设计及应用[D]. 李晓丽.中国农业科学院 2011
[4]基于无线传感器网络的温室草莓园生态环境监控系统研究[D]. 杨凯盛.浙江大学 2011
[5]GPRS与WEB技术在辐射环境监测系统中的应用研究[D]. 焦欢欢.成都理工大学 2010
[6]农业环境参数远程检测WSN网关的研究与设计[D]. 邹志勇.西北农林科技大学 2010
[7]Ajax技术在Web系统中的应用研究[D]. 冯振兴.北京林业大学 2008



本文编号：3249351