基于CC2430的农田无线测温节点的设计
基于无线传感器网络的智能智能农业监测系统设计

基于无线传感器网络的智能智能农业监测系统设计智能农业监测系统设计——为农业生产带来高效与便利随着科技的不断发展,农业生产也逐渐趋向智能化。
在智能农业监测系统的设计中,无线传感器网络被广泛应用,为农民提供了实时、准确的农业监测数据,促进农业生产的可持续发展。
一、系统架构设计基于无线传感器网络的智能农业监测系统主要由传感器节点、传感器数据采集与处理模块、数据传输与通信模块以及数据分析与管理模块构成。
1. 传感器节点:传感器节点分布在田地、温室和畜牧场等农业环境中,用于采集和监测环境中的温度、湿度、光照、土壤湿度、气体浓度等关键参数。
传感器节点具备低功耗、高灵敏度、远距离通信等特点,能够长时间运行并在数据达到预设阈值时及时发送数据。
2. 传感器数据采集与处理模块:该模块负责对传感器节点采集到的数据进行处理和分析。
传感器数据采集与处理模块将采集到的数据进行滤波、校正和采样等处理,保证数据的精确性和可靠性。
3. 数据传输与通信模块:数据传输与通信模块通过无线网络将采集到的数据传输到数据分析与管理模块。
当前,常用的数据传输与通信技术包括Wi-Fi、LoRa、NB-IoT等,根据实际情况选择合适的数据传输方式。
4. 数据分析与管理模块:数据分析与管理模块负责接收、存储和分析传感器节点采集到的数据。
通过数据分析和算法模型,农业专家和农户可以及时了解农作物生长情况、土壤营养状况、病虫害预警等信息,以便采取针对性的措施。
二、系统功能设计基于无线传感器网络的智能农业监测系统设计具备多种功能,以满足农业生产的需求:1. 实时监测和预警:系统能够实时监测农作物生长环境和土壤状况,并根据预设的阈值进行预警。
例如,当土壤湿度过低或有害气体浓度异常时,系统将自动发送通知给农户或农技人员,以便及时采取措施。
2. 精确灌溉与施肥:根据不同作物的需水和需肥量,系统通过分析传感器节点采集到的数据,精确控制灌溉和施肥设备,实现水、肥的科学、高效利用,减少资源浪费。
基于ZigBee的无线温度检测系统设计

摘要传统的多点分布式温度检测系统多采用有线传输方式,然而随着分布式节点的不断增加,布线复杂程度和成本也急剧增加,给系统的设计,维护和升级带来了诸多困难。
ZigBee是一种崭新的近程无线网络通信技术,是为了满足小型廉价设备的无线联网和控制而制定的标准,主要适用于自动控制和远程控制领域,。
本设计基于ZigBee技术,采用CC2430作为温度检测系统芯片,应用2.4GHz ISM波段,满足低成本,低功耗的要求。
本设计首先介绍了课题研究的意义,ZigBee技术的应用范围以及ZigBee技的发展现状。
其次,详细介绍Zigbee技术低功耗、低成本以及网络容量大等特点和符合Zigbee通信协议的硬件开发平台CC2430。
最后,完成温度检测系统的硬件设计以及软件流程图的设计。
温度检测系统的硬件部分是以CC2430为控制核心,加上一些外围电路组成控制系统,包括A/D 转换电路、显示电路、USB接口转换电路等,实现对分散节点的温度采集,采集后的温度实时地显示。
本设计可以有效满足工农业检测过程中对多测点、移动性及便捷性等方面的要求,并且能够有效解决有线网络的布线难题和成本问题,具有十分广阔的应用前景。
软件部分主要是传感器,协调器等系统流程图的设计,详细描述整个系统的工作过程。
关键词:ZigBee;CC2430;无线传感器网络;温度采集AbstractTraditional multi-point distributed temperature detection system using wire transmission, with the distributed nodes increases ceaselessly, the wiring complexity and costs also increased dramatically, to system design, maintenance and upgrade brings a lot of difficulties.ZigBee is a new short-range wireless communication technology, in order to meet the needs of small cheap equipment wireless networking and control standards, mainly applicable to the field of automatic control and remote control,. The design is based on ZigBee technology, using CC2430 as the temperature detection system using 2.4GHz chip, ISM band, meet the low cost, low power requirements.This paper first introduces the significance of the research, the application of ZigBee technology and ZigBee technology and development status.Secondly, introduces Zigbee technology of low power consumption, low cost and network capacity is big wait for a characteristic and the communication protocol with the Zigbee hardware development platform CC2430.Finally, the completion of the temperature detection system hardware design and software flow diagram design. The temperature detection system hardware is part of the CC2430 as the control core, plussome peripheral circuits to form control system, including the A/D conversion circuit, display circuit, USB interface conversion circuit, the temperature detection, so as to realize temperature of various state monitoring and other functions. The software part is the main sensor, coordinator and the flow chart of the system design, detailed description of the working process of the system.Key words:ZigBee; CC2430; wireless sensor network; temperature acquisition目录摘要 (I)Abstract .............................. 错误!未定义书签。
基于ZigBee技术的温湿度数据采集系统设计毕业设计

毕业设计基于ZigBee技术的温湿度数据采集系统设计摘要:本设计提出了一种利用新型低功率、低成本的ZigBee无线网络技术来实现分布式温湿度检测系统的方法。
该方法采用了一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器芯片SHT11来对温湿度进行数据采集,并采用符合ZigBee标准的CC2430射频芯片作为传感器节点的数据采集和处理单元。
在IAR开发环境下编写和编译传感器节点程序,实现了无线传感器网络采集温湿度信号及传感器节点之间的数据传输功能。
本设计对无线传感器网络化农业工业等温湿度数据采集系统进行了测试和应用性试验,结果表明该系统各项技术性能指标达到设计要求,具有推广和应用价值。
关键词:ZigBee,温湿度,SHT11,CC2430,无线传感网络,数据采集Abstract:This paper proposes a method to realize the distributed detection system of temperature and humidity using zigbee wireless network technology which is new low-power, low cost. The method collects data on temperature and humidity by using a single chip relative humidity and temperature multi sensor comprising a calibrated digital output, using the line with zigbee standard CC2430 radio chip as the sensor nodes in data collection. After writing and compiling procedures in the IAR development environment, sensor nodes achieve a wireless sensor network by collecting temperature and humidity signals and transmission data between nodes. The design makes the application experiment on wireless sensor networks of agricultural industrial temperature and humidity data acquisition system, the results show that the technical performance indicators meet the design requirement with the promotion and application value.Keyword: ZigBee, Temperature and humidity, SHT11, CC2430, Wireless sensor networks, Data acquisition目录1 前言 (5)2 无线传感器网络 (5)2.1 无线传感器网络体系结构 (6)2.2 无线传感器网络特点 (7)2.3 无线传感网络的发展趋势 (8)3 Zigbee技术简介 (9)3.1 Zigbee技术的由来 (9)3.2 Zigbee的技术特点 (9)3.3 Zigbee协议栈 (10)3.4 Zigbee网络拓扑结构 (11)4 系统总体方案设计 (12)4.1 系统总体框架 (12)4.2 无线传感网络节点设计 (12)4.3 系统设计芯片的选择 (13)4.3.1 SHT11介绍 (13)4.3.2 CC2430介绍 (16)4.3.3 RS-485 (17)5 系统的硬件设计 (18)5.1 采集单元设计 (18)5.2 CC2430单元设计 (20)5.2.1 处理器单元设计 (20)5.2.2 通讯模块设计 (21)5.2.3 天线 (21)6 系统的软件设计 (22)7 系统测试 (23)7.1 系统测试结果 (25)7.1.1 组网测试结果 (25)7.1.2 数据传输及显示测试结果 (25)结论 (26)参考文献 (27)致谢 (28)1 前言目前的环境状况逐渐恶化,已引起人们广泛的关注。
基于TinyOS的CC2430 RSSI定位的设计与实现

基于TinyOS的CC2430 RSSI定位的设计与实现来源:物联网世界网摘要:为解决现Z-Stack定位程序代码量大,结构复杂等问题,提出一种基于TinyOS的CC2430定位方案。
在分析TinyOS组件架构基础上,设计实现盲节点、锚节点与汇聚节点间的无线通信以及汇聚节点与PC机的串口通信。
在此基础上实现PC对各锚节点RSSI(Received Signal Strength Indicator)寄存器值的正确读取,确定实验室环境下对教-常态无线传播模型的具体参数,并采用质心算法来提高定位精度。
实验显示,在由四个锚节点组成的 4.8x3.6m2矩形定位区域中,通过RSSI质心定位算法求得的盲节点坐标为(2.483 1,1.018 5),实际坐标为(2.40,1.20),误差为0.199 6 m,表明较好地实现对盲节点的定位。
无线传感器网络是由分布在给定区域内大量传感器节点以无线自组织多跳的通信方式构成的网络系统,目前在环境监测保护、楼宇监控、家庭安防、医疗护理、目标跟踪、军事等领域已获得了广泛的应用。
1 CC2430芯片介绍CC2430芯片是TI/Chipcon公司生产的真正意义上的片上系统(SOC)级解决方案,它集增强型工业标准8051核心、优秀的射频芯片CC24 20、强大的外围资源于一体。
集成的外设资源主要有DMA、定时/计数器、看门狗定时器、AES-128协处理器、8通道8~14位ADC、USART、休眠模式定时器、复位电路及21个可编程I/O,支持IEEE802.15.4和ZigBee协议。
CC2430芯片具有性能高、功耗低、接收灵敏度高、抗干扰性强、硬件CSMA/CA支持、数字化RSSI/LQI 支持、DMA支持等特点,支持无线数据传输率高达250 kbps.2 TinyOS系统与nesC语言由于无线传感器网络的特殊性,需要操作系统能够高效地使用传感器节点的有限内存、低功耗处理器、多样传感器、有限的电源,并且能对各种特定应用提供最大的支持。
基于ZigBee无线传感器网络的温度测量

基于ZigBee无线传感器网络的温度测量作者:黄传胜王娜娜黄丹丹来源:《现代电子技术》2011年第22期摘要:ZigBee是一种短距离的双向无线通信技术,技术特点可以概括为4低:低复杂度、低功耗、低数据速率及低成本。
它主要适用于自动控制和远程控制领域,可以嵌入各种设备中,同时支持地理定位功能。
为了避免温度监控节点与数据集中器之间系统安装过程中烦琐的布线工作,采用ZigBee技术进行数据传输。
在此对ZigBee技术进行分析和对CC2430芯片进行研究,并介绍了系统构成和组成原理,做了温度测量的实验,温度监测结果以数据、曲线等方式在数据集中器人机界面上显示。
实践结果表明,该设计达到了预期目标。
关键词:ZigBee;无线通信;温度测量;人机界面中图分类号:文献标识码:A文章编号:Temperature Measurement Based on ZigBee Wireless Network(Unit 71777 of PLA, Jinan 250100, China)Abstract:features can be summed up in four: low complexity, low power, low data rate and low cost. It is suitable for automatic and remote control, can be embedded into a variety of equipments, and supports for the geographical location. ZigBee technology is used for data transmission to avoid the complex routing between temperature monitoring nodes and the data concentrator in the system installation process. The system constitution and composition principle are Introduced on the basis of the analysis of ZigBee technology and the research of CC2430 chip. The temperature measuring experiment was conducted. The temperature detection results are displayed in the pattern of data and curves on theKeywords:interface收稿日期:2引言在现代工农业生产中,进行环境温度检测是必不可少的内容[1]。
无线传感器网络节点硬件的模块化设计

无线传感器网络节点硬件的模块化设计时间:2010-12-05 19:36:40 来源:作者:姜凤鸣童玲田雨3.3 采集模块采集模块负责采集数据并调理数据信号。
本设计中,监测的是土壤的温度和湿度数据,采用的传感器是PTWD-3A型土壤温度传感器以及TDR-3型土壤水分传感器。
PTWD-3A型土壤温度传感器采用精密铂电阻作为感应部件,其阻值随温度变化而变化。
为了准确地进行测量,采用四线法测量电阻原理,将电阻信号调理成CC2430芯片A/D通道能采样的电压信号。
图7中,由P354运算放大器、高精度精密贴片电阻以及2.5 V电源构成10 mA恒流源。
10 mA的电流环流经传感器电阻R1、R2将电阻信号转换成为电压信号,由差分放大器LT1991一倍增益将信号转换为单端输出送入CC2430芯片的ADC通道进行采样。
TDR-3型土壤水分传感器输出信号即为电压信号,其调理电路如图8所示。
传感器输出信号通过P354运算放大器送入CC2430芯片的ADC通道进行采样。
3.4 电源模块电源模块负责调理电压、分配能量,分为充电管理模块、双电源切换管理模块、电压转换模块3个模块。
本设计中采用额定电压12 V、电容量3 Ah的铅酸电池供电。
作为环境监测的无线传感器网络应用,节点需要在野外无人看守的情况下进行工作,能量补给是系统持续工作的重要保证。
本设计采用太阳能电池板为节点在野外工作时进行电能的补给,充电管理模块则是根据日照情况以及电池能量状态对铅酸电池进行合理、有效的充电。
如图9所示,光电耦合器TLP521-100和场效应管Q共同构成了充电模块的开关电路,可以由CC2430芯片的I/0口很方便地进行控制。
在太阳能电池板对电池充电时,电池不能对系统进行供电,因此设计中采用了双电源供电方式,保持“一充一供”的工作状态,双电源切换管理模块负责电源的安全、快速切换。
如图10所示,采用了两个开关电路对两块电源进行切换。
在电源进行切换时,总是先打开处于闲置状态的电源,再关闭正在为系统供电的电源,因此会在一段短暂的时间内同时有两个电源对系统供电,这是为了防止系统出现掉电情况。
《2024年基于ZigBee的智慧农业信息监测系统研究》范文

《基于ZigBee的智慧农业信息监测系统研究》篇一一、引言智慧农业,借助先进的物联网(IoT)技术,已逐渐成为现代农业生产管理的趋势。
它为农业生产的精确化管理提供了有效的手段,为提高农产品质量和效率,改善农村生活水平开辟了新路径。
本文以ZigBee无线通信技术为基础,探讨了智慧农业信息监测系统的设计、实施与效果评估。
二、ZigBee技术与智慧农业ZigBee是一种基于IEEE 802.15.4标准的低速无线个人区域网络通信协议,具有低功耗、低成本、低复杂度、低数据速率和长距离通信等特点。
在智慧农业中,ZigBee技术因其低成本、易部署的优点被广泛用于信息监测系统。
三、智慧农业信息监测系统设计1. 系统架构设计:系统由传感器节点、协调器、上位机软件三部分组成。
传感器节点通过ZigBee协议进行数据采集和传输,协调器负责数据的接收和转发,上位机软件则负责数据的处理和展示。
2. 传感器节点设计:传感器节点包括土壤湿度传感器、温度传感器、光照传感器等,用于实时监测农田环境信息。
3. 协调器设计:协调器采用微控制器和ZigBee无线模块组成,负责接收传感器节点的数据并转发至上位机。
4. 上位机软件设计:上位机软件采用模块化设计,包括数据接收、数据处理、数据展示等功能模块。
四、系统实施与效果评估1. 系统实施:在实施过程中,首先进行硬件选型和采购,然后进行硬件组装和软件编程。
在安装和调试过程中,需确保传感器节点的准确性和通信的稳定性。
2. 效果评估:通过实际运行和测试,对系统的性能进行评估。
主要包括以下几个方面:a) 数据准确性:比较传感器节点采集的数据与实际数据,评估数据的准确性。
b) 通信稳定性:测试系统在不同环境下的通信性能,评估系统的稳定性。
c) 功耗:评估系统在长时间运行下的功耗情况,确保系统的低功耗特性。
d) 用户友好性:评估上位机软件的易用性和用户体验。
五、结论基于ZigBee的智慧农业信息监测系统为农业生产提供了有效的管理手段。
测控_2011毕设题表

①
⑤
陈娟
教授 控制技术
6
具有噪声的二阶系统模型的辨识
①
⑤
陈娟
教授
建模控制 技术 建模控制 技术
7
感应电动机交-交变频调速系统的二自由度内 模控制方法研究
②
⑤
陈娟
教授
8
基于低通滤波器的内模控制技术
①
⑤
陈娟
教授 控制技术
9
基于Matlab的控制系统分析研究
①
⑤
陈娟
教授 控制技术
1
超声波测距及语音播报
⑧
⑤
言进行仿真分析验证,并分析产生误差的原因。
4
圆结构光视觉检测系统图像光条中心提取方法的研究 ②
①
王颖
5
基于MSP430与GPRS模块的无线数据传输系统
⑤
⑥
王颖
6
电网谐波分析方法研究
⑧
③
王颖
1
基于单片机的密码锁设计
3
5
郭青
以单片机为核心,设计具有密码输入、判别、开锁 讲师 流程系统最优化,智能仪器仪表设计 功能的密码锁系统 以单片机为核心,设计具有读IC卡、信息判别、开 讲师 流程系统最优化,智能仪器仪表设计 锁功能的门控系统 以单片机为核心,完成具有上报功能的无线通信系 讲师 流程系统最优化,智能仪器仪表设计 统的软硬件设计
5
液位的测量及显示
⑧
⑤
唐喜明
工程师
智能仪表 利用压力变送器,设计一单片机采集测量及显示
6
仪器设备管理系统
⑦
⑤
唐喜明
工程师
智能仪表 对设备帐目建立数据库进行管理
1
流程工业报表系统报表格式编辑模块的设计
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
农 田中数 据 采集 量 很大 ,利用 网 络可 以 比较方便 地实现大 量数据 的远距离传输 ;但如 果在农 田中铺 设有线 网络 ,一方面不便 于农 田 的耕作 ,另一方面 成本较 高。近几年发 展起来 的无线传 感网络 由于应用成 本低 、网络 结构灵 活 、数据 传输距离 远, 已经在 很多领域 得到 了 应用 。并且 ,传感 器 网络所 要求 的无线 技术不 同于现在 已有 的一 些无线 网络技术 ,这 种网络 并 不需 要太 高 的传 输 速 率 ,而 是在 成 本和 功
【 关键词 】Z i g B e e ;C C 2 4 3 0 ;1 8 B 2 0 ;无线测温
1 . 引 言
度 感测 功能 ;集成 了 1 4 位模数 转换 的A D C;集 成A E S 安全协 处理器 ;带有2 个强 大的支持几组 协 议的U S A R T ,以及1 个符 合I E E E 8 0 2 . 1 5 . 4 规 范 的M A C 计 时器, 1 个 常规的l 6 位计 时器和2 个8 位 计 时器 ; 强大 和 灵 活 的 开 发 工 具 。 3 . 节点的硬件设计 无线 传感 器 网络 的节 点通 常 由传 感器 模 块 、处理器模 块、无线 通信模块和 电源模块构
范 围内,精度为0 . 5 ℃,可编程设定9 ~1 2 位 的 个 事件号 。当一个事件产生 时,对应任 务的 分辨 率,默认值为 1 2 位 ,转 换l 2 位温度 信号所 事件 就被设置为相 应的事件 号,这样 ,事件 调 射 频 系 统 单 芯 片 ,是 一颗 真 正 的 系 统 芯 片 需时 间为7 5 0 m s( 最大 )。检测温度 由2 字节组 度就 会调用相应 的任务处理程序 。O S A L 中的任 ( S o C)C M O S 解 决方案 ,这种解 决方 案能够 提 成 ,高字节M S B 的高5 位s 代表符号位 ,如果温度 务可 以通过任务A P I 将其添加到系统中 ,这样就 高性 能并满足 以Z i g B e e 为基础 的2 . 4 G H z I S M 波 为负 则S 为1 ,否则为 0。低 字节L S B 的低4 位是 可以实现多任务机制 。O S A L 任务调度流程如图5 段 应用 对低成本 、低功耗的要求 。 小数部分 ,中间7 位是整数部分 ,如 图2 所示 所示 。N e x t A c t i v e T a s k () 是一个任务事件查询 C C 2 4 3 0 S o C 家族 包 括 3 个 产 品 :C C 2 4 3 0 - F 3 2 、 D S 1 8 B 2 0 与C C 2 4 3 0 的通信 电路如 图3 所示, 函数 ,返回任务 的事件 状态A c t i v e T a s k 。软件 C C 2 4 3 0 一 F 6 4 和C C 2 4 3 O - F l 2 8 。它们 的 区别 在 V 。 。 引脚直接连 接外部 电源 ,C C 2 4 3 0 的P O . O 脚与 设计 时,可通过A c t i v e T a s k 的值来决定是 否需 c t i v e T a s k () 。 于 内置 闪存 的容 量不 同 ,分别 为3 2 K B 、6 4 K B 1 8 B 2 0 的数字输 入/ 输 出脚D Q 相连 ,D S 1 8 B 2 0 在 执 行 对 应 的任 务 函 数A
基 于C C 2 4 3 0 的农 田无 … … … … … … … … … … 。 皇 燕 一 _
线测温 节点的设 计
三峡 电力职 业学院 张 强
【 摘要 】本 文从低功耗、小体积、使用简单 等方 面考 虑,基q : z i g b e e 技术的片上系统( S O C ) C C 2 4 3 0 和数 字温度传 感器DS 1 8 B 2 0 设计一个农 田无线测温节 点。无 线节 点工作在 农 田中的各个 测温地点,进 行温度数据采集和对数据的无线收发。本文 以两节 点闻的数据传 输为 例对z i g b e e 技术在无 线测温方 面的应用作 了介 绍。
介质接入 控制 子层 ( M e d i u m A c c e s S C o n t r o l L a y e r ,M A c ) 和物理层 ( P h y s i c a l L a y e r ,P H Y ) 是 由I E E E 8 0 2 . i 5 . 4 标 准 中定 义的两层 。网络 层( N e t w o r k L a y e r ,N w K ) 是 由Z i g B e e 联 盟 所 定 义,主要完 成从应用层接 受数据并 向其发送数 据 ;应 用层 ( A p p l i c a t i o n L a y e r A P L ) 是Z i g B e e 协议栈的最 高层。应用层 的框 架包括 了应用支 持子层 ( A P S )、Z i g B e e 设备对象 ( Z D O )和 由
制造商制定 的应 用对象 。应 用层主要 负责把不 同的应 用映射  ̄Z i g B e e 网络 上。 耗方面有 比较苛刻 的要求 。为了满足类 似于温 采用 数字温度传感 器D S 1 8 B 2 0 。电源模 块采用2 z i g B e e 协议栈运行在一个O S A L ( 操作系统抽 度 、湿度 传感器这样 小型 、低 成本设备 无线联 节干 电池 。节 点的硬件 原理框 图如图l 。 象层) 操作系统上 。该操作系统基于任务调度机 网的要求 ,Z i g B e e 技术正是 为适应这种 需求而 D S I 8 B 2 0 是 “ 单总线”数字温度传感器 ,其 制 ,通过对任务 的事件触发来 实现任务调度 。 产 生的。 测量温度范 围为- 5 5 ℃~1 2 5 ℃ ,在一 1 0 ℃~8 5 ℃ 每个 任务都包含若 干个事件 ,每个事件都对 应