基于ZigBee的奶牛瘤胃pH值连续监测系统的研究与开发

发布时间：2021-04-01 05:05

　　奶牛业作为畜牧业中举足轻重的产业,具有很高的经济价值。奶牛在饲养的过程中,过食草料会致使瘤胃pH值下降和乳酸蓄积引起奶牛瘤胃酸中毒。瘤胃酸中毒是一种全身代谢紊乱的疾病,发病急,病程短,死亡率高,给奶牛业造成了较大的经济损失。瘤胃pH值是评价瘤胃内环境的直观指标,但是都需收集瘤胃内容物样品进行pH值测定。为了实现对奶牛瘤胃pH值连续监测,本文拟初步研究一种基于ZigBee的奶牛瘤胃监测系统,通过pH值无线传感器节点连续监测每只奶牛的瘤胃pH值,经协调器节点将采集到的pH数据通过串口上传至PC进行数据处理,通过汇集每头奶牛瘤胃的pH数据,为奶牛场养殖者提供相关信息,从而优化农场管理,降低成本,最大限度提高奶牛场的经济效益。本文的主要工作和结论如下:（1）针对目前常见的无线传感器网络技术的优缺点进行分析,确定了适合于奶牛瘤胃pH值的采集方案。采用基于2.4GHz频段的CC2530主芯片和射频芯片CC2591来完成整个无线传感器网络的组建,以及网络数据的发送与接收。并且对终端采集节点和协调器节点硬件的相关技术进行了论述。（2）设计与开发了奶牛瘤胃pH值采集节点。主要论述了终端采集节点和协调器节... 

【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究目的与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 无线传感器网络研究现状
        1.2.2 瘤胃pH研究现状
    1.3 研究内容
    1.4 技术路线
    1.5 论文组织结构
第二章 系统总体方案设计
    2.1 无线通信技术介绍
        2.1.1 ZigBee无线技术
        2.1.2 ZigBee网络拓扑结构
        2.1.3 ZigBee协议栈
    2.2 系统总体设计
        2.2.1 系统需求分析
        2.2.2 系统开发环境
        2.2.3 系统总体方案设计
        2.2.4 硬件结构设计方案
        2.2.5 软件实现方案
    2.3 本章小结
第三章 系统硬件设计
    3.1 功能分析
    3.2 系统硬件选型
        3.2.1 CC2530 片上系统及CC2591 射频芯片
        3.2.2 pH复合电极传感器
        3.2.3 温度传感器
        3.2.4 STM32F103RBT6 控制器
        3.2.5 USB转串口芯片
    3.3 系统硬件模块设计
        3.3.1 CC2530 模块设计
        3.3.2 电源模块设计
        3.3.3 pH值采集模块设计
        3.3.4 串口模块设计
        3.3.5 STM32 数据处理模块设计
        3.3.6 PCB设计
    3.4 本章小结
第四章 系统软件设计
    4.1 软件总体结构
    4.2 Z-Stack协议栈的配置
        4.2.1 Z-Stack网络配置
        4.2.2 系统初始化
        4.2.3 系统休眠与唤醒配置
    4.3 终端采集节点程序设计
    4.4 协调器节点程序设计
    4.5 上位机设计
        4.5.1 上位机界面设计
        4.5.2 数据库设计
        4.5.3 上位机程序设计
    4.6 本章小结
第五章 系统测试与分析
    5.1 测试目的
    5.2 系统整体测试
        5.2.1 系统节点测试
        5.2.2 整体功能测试
    5.3 系统性能测试
        5.3.1 采集精度测试
        5.3.2 传输测试
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历
研究成果



本文编号：3112720