基于zigbee的智能温室数据采集系统毕业设计

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基于ZigBee技术的农业温室大棚监控及智能控制方案(优.选)

基于ZigBee技术的农业温室大棚监控及智能控制方案(优.选)

基于ZigBee技术的农业温室大棚监控及智能控制方案一概述“物联网”被称为继计算机、互联网之后,世界信息产业的第三次浪潮。

业内专家认为,物联网一方面可以提高经济效益,大大节约成本;另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。

目前,美国、欧盟、中国等都在投入巨资深入研究探索物联网。

我国也正在高度重视物联网的研究,工业和信息化部会同有关部门,在新一代信息技术方面正在开展研究,以形成支持新一代信息技术发展的政策措施。

智能控制是为了达到节能、舒适、便利的目的,要求对市政、家庭、农业等的智能控制和监视制定细致的策略和方案。

但是,传统的智能控制系统由于很多因素的制约,很难达到要求。

为了解决这些问题,业界尝试了很多办法,但基本上都属于封闭式的,多采用私有协议,彼此间难以互通,导致结构不透明,灵活性、扩充性不佳。

从长远看,智能控制系统的发展趋势是走向开放,尤其是智能控制与互联网的融合是其中一个重要发展趋势。

智能农业控制通过实时采集农业大棚内温度、湿度信号以及光照、土壤温度、土壤水分等环境参数,自动开启或者关闭指定设备。

可以根据用户需求,随时进行处理,为农业生态信息自动监测、对设施进行自动控制和智能化管理提供科学依据。

大棚监控及智能控制解决方案是通过光照、温度、湿度等无线传感器,对农作物温室内的温度,湿度信号以及光照、土壤温度、土壤含水量、CO浓度等环境参数进行实时采集,自动开启或者关闭指定设备(如远程控制浇灌、开关卷帘等)。

二项目需求在每个智能农业大棚内部署空气温湿度传感器2只,用来监测大棚内空气温度、空气湿度参数;每个农业大棚内部署土壤温度传感器2只、土壤湿度传感器2只、光照度传感器2只,用来监测大棚内土壤温度、土壤水分、光照度等参数。

所有传感器一律采用直流24V电源供电,大棚内仅需提供交流220V市电即可。

每个农业大棚园区部署1套采集传输设备(包含中心节点、无线3G路由器、无线3G网卡等),用来传输园区内各农业大棚的传感器数据、设备控制指令数据等到internet上与平台服务器交互。

本科毕业论文-基于ZigBee的数据采集系统的设计【范本模板】

本科毕业论文-基于ZigBee的数据采集系统的设计【范本模板】

西安航空学院本科毕业设计(论文) 题目:基于ZigBee数据采集系统的设计学院: 电子工程学院专业:测控技术与仪器学号:**************学生姓名:******指导教师: **********2016年5月25日近年来科技水平不断提高,各行各业也对获取数据的便捷性、准确性、廉价性提出来越来越高的要求。

无论工业现场还是在家庭,温湿度都是一个非常重要的因素。

然而在某些高腐蚀的环境下通过布设电缆,进行采集是不易的。

实现无线数据采集的无线化、智能化是最理想的解决方案.ZigBee作为一种最新推出的无线通信技术,已经在工业自动化、智能医疗、消费电子产品方面得到了普遍的应用.本文是在ZigBee技术做了深入的研究下,完成了基于ZigBee的温湿度数据采集系统的设计.本文主要利用CC2530芯片作为整个系统的核心,采用IEEE 802.15。

4协议作为整个网络的通信协议.前端高精度的DHT11温湿度传感器把检测数据通过终端节点,发送到另一个作为整个无线网络协调器的ZigBee模块,并用电平出发的LCD12864显示模块进行显示。

本文中搭建的微型无线数据采集网络,实现了温度和湿度数据的实时采集。

本设计提出的无线数据采集的方式,为现场数据监测的无线化设计和实际应用问题的解决,提供了思路。

关键字:无线数据采集系统;温湿度;ZigBee;CC2530;DHT11In recent years, science and technology has improved continuously, businesses also easy access to data,accuracy, cheapness raised higher and higher requirements。

Whether at home or industrial field,temperature and humidity is a very important factor. However, in some highly corrosive environment by running cables, acquisition is not easy。

基于ZigBee技术的温湿度数据采集系统设计毕业设计

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Zigbee技术的农作物温室大棚监控系统的设计和实现

基于Zigbee技术的农作物温室大棚监控系统的设计和实现

参考内容
一、引言
随着科技的不断发展,智能化监控系统在许多领域得到了广泛的应用。特别 是在农业领域,温室大棚监控系统的应用对农作物的生长和产量有着重要的影响。 ZigBee作为一种低功耗、低成本、高可靠性的无线通信技术,为农业温室大棚监 控系统的设计与实现提供了新的解决方案。
二、系统设计
基于ZigBee的农业温室大棚监控系统主要包括传感器节点、ZigBee协调器、 数据传输模块和上位机软件。
二、技术ห้องสมุดไป่ตู้述
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技术。 它具有低功耗、低成本、高可靠性、大容量等特点,非常适合于智能家居、工业 自动化、农业等领域。在农作物温室大棚监控系统中,Zigbee技术可实现传感器 数据的实时采集、设备控制以及数据传输等功能。
三、系统设计
四、系统实现
1、部署方案
在温室大棚内,根据需要布置温度传感器、湿度传感器、光照传感器和CO2 传感器,并将传感器数据通过Zigbee模块传输到监控中心。监控中心部署有接收 器和显示设备,方便工作人员实时监测大棚环境参数。
2、操作方法
工作人员可通过监控中心的显示设备实时查看各个温室大棚的环境参数。根 据需要,可通过监控中心对温室大棚进行控制,如调整通风设备、灌溉系统等。 同时,监控中心可对历史数据进行记录和分析,以便更好地了解农作物生长情况 和优化温室环境。
2、网络构建
基于Zigbee技术的温室大棚监控系统采用星型网络结构。每个温室大棚作为 一个独立的网络节点,节点上布置有多个传感器和Zigbee模块。通过Zigbee模块 将传感器数据传输到监控中心,监控中心通过显示界面展示环境参数。
3、数据传输
系统采用无线传输方式,通过Zigbee模块将传感器数据传输到监控中心。数 据传输采用UDP协议,具有较低的延迟和较高的可靠性。同时,监控中心可对各 个温室大棚的环境参数进行实时监测,并根据需要对大棚环境进行调整。

基于ZIGBEE的温室数据采集系统设计

基于ZIGBEE的温室数据采集系统设计

摘要:该文基于zigbee技术给出了一种用于温室数据采集的系统方案。

硬件部分选择温湿度传感器sht11和光传感器tsl2550d采集温室环境参数,软件部分采用c语言编写上位机程序,数据的采集和传输采用周期上报和中断立即上报两种工作方式。

实验结果表明,该系统可以实时、准确、可靠地完成温室环境因子监测,有效地降低了系统功耗,为今后将该网络应用于实际温室的数据采集打下基础,具有广泛的应用前景。

关键词:zigbee;数据采集;温室;sht11;tsl2550d中图分类号 s625.5 文献标识码 a 文章编号 1007-7731(2016)12-0122-04design of data acquisition system for greenhouse based on zigbee technology li xiaojuan et al.(henan institute of science and technology,xinxiang 453003,china)温室大棚可以在不同季节为农作物提供其生长发育所需的环境,适宜的环境对促进农作物的产量和品质起着举足轻重的作用。

温室生产的一个重要环节是数据的采集与监控。

本文基于zigbee技术给出了一种用于温室数据采集[1,2]的设计方案。

1 硬件电路设计1.1 温湿度采集电路设计温室环境因子中,温湿度的监测相当重要。

本系统采用瑞士sensirion公司推出的新一代基于cmosenstm技术的数字式温湿度传感器sht11,它将温湿度传感器和相关电路功能部件全部采用cmos技术放置在一个芯片内,这就使得测量精度提高;另外,它具有iic二线串行总线接口,方便与任何类型的微处理器、微控制器接口相连,为温湿度的微机化测试带来极大的方便[3,4]。

其与微控制器的接口如图1所示。

如图1所示,sck接到微控制器的i/o口,通过i/o口模拟时钟信号来实现微处理器与sht11之间的同步通讯。

基于Zigbee无线通信技术的智能农业温室监测系统

基于Zigbee无线通信技术的智能农业温室监测系统

基于Zigbee无线通信技术的智能农业温室监测系统摘要本文基于Zigbee无线通信技术,设计并研究了一种智能农业温室监测系统。

该系统采用传感器对温室内的环境数据进行采集,并通过Zigbee无线通信技术将数据传输至控制中心,实现对温室环境数据的实时监测与控制。

本文对该系统的硬件和软件进行了详细的设计和实现,并进行了实验验证。

实验结果表明,该系统具有稳定可靠、实时性好、易于安装和维护等特点,能够为农业生产提供重要的技术支持。

关键词:Zigbee;智能农业;温室监测;无线通信技术;传感器;控制中心AbstractBased on the Zigbee wireless communication technology, this paper designs and researches an intelligent agriculture greenhouse monitoring system. The system uses sensors to collect environmental data inside the greenhouse, and transmits the data to the control center through Zigbee wireless communication technology, realizing real-time monitoring and control of the greenhouse environment data. This paper elaborates on the hardware and software design and implementation of the system, and conducts experimental verification. The experimental results show that the system is stable and reliable, has good real-time performance, and is easy to install and maintain, which can provide important technical support for agricultural production.Keywords: Zigbee; intelligent agriculture; greenhouse monitoring; wireless communication technology; sensors; control center第一章绪论1.1 研究背景和意义随着农业现代化的不断推进,智能化农业已经成为当今世界农业发展的主要趋势之一。

基于zigbee技术的智能温室系统的分析与设计

基于zigbee技术的智能温室系统的分析与设计

摘 要无线传感网“物联网”是继计算机发展至今,卷起的又一次科技浪潮。

它实现智能化管理各种物品。

自组织组网,使得网络系统多变,能够解决一些复杂环境中有线解决不了的问题。

用传感器节点,不需要设计复杂的线路布局,就可以实现无线通信。

针对当前监测系统信息传输技术存在的问题,根据温室环境的结构特征,本文提出了一种基于ZigBee技术的智能温室环境监测系统模型。

重点介绍了系统工作原理和系统节点的功能特征,采用嵌入式网关,利用ZigBee技术进行无线通信,构建无线传感器网络,满足温室监测系统多种参数监测的需求;根据ZigBee通信协议规范设计了组网、无线通信、数据显示以及反馈控制四个个系统功能模块,重点研究了终端节点、路由节点和网络协调器的入网及通信原理。

系统实现了温室环境的远程监测、实时采集和控制,并能将信息实时显示和远程发送。

利用本文设计的四个功能模块构建了实验平台,对本地控制端、远程控制和数据采集进行了测试,完成了数据的显示和比较,并进行相应的反馈控制。

整个调试过程我们用软件VS2005和WIN CE6.0,对上位机界面进行了创新,使人机交互更加友好,数据显示与控制更加直接,远程浏览器端网页用HTML来编写,主开发语言使用C++语言。

经过几个部分的共同协调工作调试,无线传感器网络工作稳定,系统能够正常运行,监测控制效果良好。

系统地实现了温室环境的远程监测、实时采集和控制,并能将信息实时显示和远程发送。

实验结果表明,本系统实现了最初对智能温室的构想。

关键词:ZigBee;无线传感器网络;智能温室;CC2530;GSMAbstractWireless sensor network "Internet of things" is the second computer development so far, another wave of rolling technology. It implements intelligent management of a variety of things. The organization network make the network system more changeful, it can solve some complex environment problem that cable can not solve. Using sensor nodes, do not need to design the complex circuit layout, you can realize the wireless communication.To solve the problems of information transmission techonlogy for monitoring systems, according to practical structural characteristics of the greenhouse environment, this thesis proposes a modle of a home monitoring system based on ZigBee techonlogy. The thesis mainly introduces the working principle and characteristics of nodes of this system. Applying embedded gateway, using ZigBee wireless communications technology, build a wireless sensor network to meet the needs of multiple parameters monitoring greenhouse monitoring system, Based on ZigBee communication protocol specification we can design four modular: networking, wireless communications, data display and feedback control, this thesis mainly study the terminal nodes, route nodes and the network coordinator access and communication principle. The system realizes remote monitoring, the real-time data acquisition and control, information real-time display and remote sent of the greenhouse environment. Using four function module design, this thesis builded experimental platform, tested local control, remote control and data acquisition, completed the data display and compare and doing feedback control.The whole process we use software VS2005 and WIN CE6.0 to the PC for innovation development, make more friendly human-machine interaction, the data suggest that and more direct control of the remote browser with HTML to write web page, this system main development language is c + +.After several part of mutual coordination debugging, wireless sensor network work stability, system can be normal running, monitoring and control effect is good. System realizes the remote monitoring that real-time data collection and control of greenhouse environment, and to be able to send information real-time display and remote. The experimental results show that the system has realized the first about the concept of the intelligent greenhouse.Key Words:ZigBee;Wireless Sensor Network;Intelligent Greenhouse;CC2530;GSM目 录摘要 (I)Abstract (II)目录 (III)第1章绪论 (1)1.1 课题研究的背景与意义 (1)1.2 智能温室系统国内外研究现状 (1)1.2.1 智能温室系统的国外研究发展现状 (1)1.2.2 智能温室系统的国内研究发展现状 (2)1.3 论文研究的主要内容及章节安排 (3)1.4 本章小结 (3)第2章 ZigBee技术及无线传感器网络(WSN)的建立 (4)2.1 ZigBee技术的选择与发展 (4)2.2 ZigBee技术特点及协议栈 (5)2.2.1 ZigBee技术特点 (5)2.2.2 ZigBee协议栈结构 (5)2.3 利用ZigBee构建WSN (6)2.3.1 WSN系统结构及特征 (6)2.3.2 构建WSN (7)2.4 基于ZigBee技术的无线采集网络设计 (11)2.5 本章小结 (12)第3章 智能温室系统整体设计 (14)3.1 温室系统的整体架构 (14)3.2 温室系统的硬件设计 (15)3.2.1 控制端 (15)3.2.2 数据采集端 (20)3.2.3 报警模块 (21)3.2.4 外围设备 (22)3.3 温室系统的软件设计 (24)3.3.1 基于ZigBee规范的组网模块 (26)3.3.2 基于ZigBee的无线通信模块 (30)3.3.3 数据显示及反馈模块 (37)3.4 本章小结 (41)第4章智能温室系统测试 (42)4.1 温室系统网关界面测试 (42)4.2 温室系统的报警测试 (47)4.3 温室系统的采集数据测试 (48)4.4 温室系统的适用领域 (49)4.5 本章小结 (49)第5章总结与展望 (50)参考文献 (51)附录A 设计整体图及报警设计程序 (54)攻读学位期间所发表论文及获奖情况 (I)致谢 (II)第1章 绪论1.1 课题研究的背景与意义我国一直秉持着“农业是国民经济的基础”这一永恒真理,我国农业的发展也一直受到各方面的关注[1]。

基于ZigBee技术的温度采集系统设计毕业论文

基于ZigBee技术的温度采集系统设计毕业论文

基于ZigBee技术的温度采集系统设计毕业论文大连海事大学毕业论文二○一四年六月基于ZigBee技术的温度采集系统设计专业班级:通信工程2班姓名:罗景元指导教师:谭克俊信息科学技术学院基于Zigbee技术的温度采集系统设计摘要近年来随着无线通信、计算机传感技术的飞速发展和融合,无线传感网技术(WSN)应运而生,而Zigbee以其低成本、低数据速率、超低功耗的特点满足了当前无线传感网络技术的应用与普及。

本论文研究课题是基于Zigbee的无线温度采集系统,该系统可以应用到智能家居领域从而节省人力和能源,具有非常广阔的应用前景和研究价值。

文章首先介绍了Zigbee技术与网络拓扑结构,通过介绍无线温度采集系统的基本原理,制定系统总体设计方案。

进而完成了对控制模块、终端节点相关软硬件的设计。

系统采用星型网络拓扑结构,建立了一个主节点与多个从节点搭建的自组网,来实现无线数据传输。

通过数字温度传感器SHT11采集温度数据,在Zigbee终端节点根据设定好的路由协议多跳上传至协调器节点,协调器节点将收集到的温度数据处理由串口线路传给上位PC机,在PC机上的串口终端上实时显示监测收集到的数据。

最后对传感器模块硬件电路、无线收发模块硬件电路以及整个系统进行了测试,结果显示系统运行平稳,验证了本系统设计方案的可行性。

关键词:无线通信;无线传感网;ZigBee;温度采集ABSTRACTIn recent years, with the rapid development of wireless communications, computer sensing technology and the fusion, wireless sensor networktechnology(WSN) arises at the historic moment. known for its low cost, the characteristics of the low data rate, low power consumption Zigbee satisfy the current applications of wireless sensor network technology and popularization. This thesis research topic is based on the Zigbee wireless temperature acquisition system,The system can be applied to the field of intelligent household saving manpower and energy. it has very broad application prospects and research value.This paper introduces the Zigbee technology and the networktopology,Through the introduction of the basic principle of wireless temperature acquisition system, the system overall design scheme,Then completed the control module, terminal node related hardware and software design.System USES the star network topology structure, set up a master node and multiple slave nodes set up ad-hoc network, to realize wireless data transmission.Through digital temperature sensor SHT11 temperature data collected in Zigbee terminal nodes according to set good routing protocol jump uploaded to the coordinator node,The coordinator node will be collected by the temperature data processing by a serial line to the upper PC, and displayed in real time on PC serial port terminal monitoring data collected.At the end of the sensor module, wireless transceiver module hardware circuit and the whole system is tested, the results show that the system runs stably, verify the feasibility of the system design.KEY WORDS: wireless communication;Wireless sensor network;ZigBee;temperature acquisition目录第1章绪论 (1)1.1 课题背景与意义 (1)1.2 无线温度采集的现状与未来展望 (1)1.3 论文的主要研究内容 (2)第2章Zigbee技术 (4)2.1 Zigbee技术简介 (4)2.1.1 Zigbee是什么 (4)2.1.2 Zigbee的优势 (4)2.1.3 Zigbee的主要特性 (5)2.2 Zigbee协议栈结构 (5)2.3 ZigBee的网络拓扑结构 (7)2.3.1 星形拓扑结构 (7)2.3.2 树形拓扑结构 (8)2.3.3 Mesh拓扑结构 (8)2.4 IEEE 802.15.4 规范 (9)2.4.1 物理层规范 (10)2.4.2 MAC层规范 (11)第3章温度采集系统的硬件设计 (13)3.1系统整体设计 (13)3.2 硬件设计 (14)3.2.1 系统硬件平台 (14)3.2.2 ZigBee通信模块 (15)3.2.3 通信模块电路设计 (16)3.3 温湿度数据采集原理 (18)3.4 温湿度传感器SHT10 (19)第4章温度采集系统的软件设计 (21)4.1 系统软件平台概述 (21)4.2 Z-Stack2007协议栈软件 (22)4.2.1 Z-Stack软件架构 (22)4.2.2 Z-Stack软件流程 (24)4.3 程序设计 (25)第5章总结 (29)参考文献 (30)致谢 (32)基于Zigbee技术的温度采集系统设计第1章绪论1.1 课题背景与意义在过去20年里,互联网(Internet)极大地方便和改变了我们的生活。

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毕业设计(论文)题目基于Zigbee的智能温室数据采集系统毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。

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作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日注意事项1.设计(论文)的内容包括:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论7)参考文献8)致谢9)附录(对论文支持必要时)2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。

3.附件包括:任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)。

4.文字、图表要求:1)文字通顺,语言流畅,书写字迹工整,打印字体及大小符合要求,无错别字,不准请他人代写2)工程设计类题目的图纸,要求部分用尺规绘制,部分用计算机绘制,所有图纸应符合国家技术标准规范。

图表整洁,布局合理,文字注释必须使用工程字书写,不准用徒手画3)毕业论文须用A4单面打印,论文50页以上的双面打印4)图表应绘制于无格子的页面上5)软件工程类课题应有程序清单,并提供电子文档5.装订顺序1)设计(论文)2)附件:按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)次序装订3)其它摘要无线传感器网络是当今备受关注的前沿热点领域,被评为未来高科技的三大产业之一。

Zigbee技术是一种短距离、低速率、低功耗、低成本和可靠性高的无线通信技术,主要适合用于自动控制和远程控制领域,可以嵌入各种设备中,十分适合担当组织无线传感器网络的重任,这些特点使得该技术弥补了低功耗、低成本和低速率的无线通讯市场的空缺,其应用前景被十分看好。

本文研究分析Zigbee技术的基础理论,剖析Zigbee技术的组网方式,结合国内目前已有的传感器技术,提出了用于采集温室环境数据的传感器网络系统方案。

通过Zigbee无线通信技术构建一个无线传感器网络。

系统由传感器节点、路由节点、中心节点和上位机监测平台组成。

系统采用树型网络拓扑结构,对加入该网络的传感器节点进行温度,光照强度和雨水的数据进行采集和分析,将此应用于对农业里温室的环境检测和控制当中,避免了有线网络的布线问题和成本问题。

关键词:Zigbee技术;无线传感器网络;环境监测AbstractWSN is a hot field in concern, was named one of the three future high-tech industries. Zigbee technology is a short distance, low rate, low power consumption, low cost and high reliability of wireless communication technology, mainly suitable for automatic control and remote control, you can embed a variety of devices, very suitable for the task as organization of WSN, these characteristics make the technology for low power consumption, low cost and low rate wireless communication market vacancy, its application prospect is very optimistic.This is the theoretical analysis of Zigbee technology, analyzes the networking mode of Zigbee technology, combining the domestic existing sensor technology, wireless sensor network system for greenhouse environment data acquisition scheme is proposed. Build a WSN through Zigbee wireless communication technology. The system consists of sensor nodes, routing node, central node and PC monitoring platform. The system uses a tree topology, the temperature of the sensor nodes join the network, the light intensity and rainfall data collection and analysis, applied to the environment on agricultural greenhouse monitoring and control.Keywords:Zigbee technology; WSN; environmental monitoring目录摘要 (I)Abstract (V)目录.............................................................................................................................. V I 第1章绪论. (1)1.1 智能温室的研究背景 (1)1.2 智能温室的国内外发展现状 (2)1.3 本课题的目的及意义 (2)1.4 课题的主要研究内容 (3)1.5 论文安排及组织结构 (3)第2章智能温室系统技术概述 (4)2.1 Zigbee概述 (4)2.2 Zigbee体系结构 (5)2.2.1 星型网络拓扑 (6)2.2.2 树状网络拓扑 (7)2.2.3 网状网络拓扑 (8)2.3 Zigbee的协议栈研究 (8)2.3.1 物理层 (8)2.3.2 MAC层 (9)2.3.3 网络层 (10)2.3.4 应用层 (11)2.4 Zigbee技术与几种无线通信技术的比较 (12)2.4.1 Zigbee技术 (12)2.4.2 Wifi技术 (12)2.4.3 Bluetooth技术 (13)2.4.4 红外技术 (13)2.4.5 几种无线通信技术的参数比较 (14)第3章系统的硬件平台构建 (15)3.1 系统的整体结构 (15)3.2 系统硬件设计流程图 (16)3.3 系统的微处理器模块 (16)3.4 系统的数据采集模块 (17)3.4.1 温度传感器 (17)3.4.2 光照传感器 (18)3.4.3 雨滴传感器 (19)3.5 智能温室的串口通信模块 (19)3.5 系统的LCD显示模块 (20)3.5.1 LCD12864显示模块 (20)3.5.2 LCD12864显示模块电路图 (20)3.5.3 LCD12864初始化子程序流程图 (21)3.6 系统的供电模块 (22)第4章系统的软件系统设计 (23)4.1 系统软件设计 (23)4.1.1 STC12C5A60S2系列单片机简介 (23)4.1.2 STC12C5A60S2系列单片机的内部结构 (24)4.2 节点程序设计流程与开发平台 (24)4.3 协调器节点的软件设计 (24)4.3.1 Zigbee数据收发模块 (25)4.3.2 LCD显示模块 (27)第5章智能温室系统的测试与调试结果 (31)5.1 系统的硬件调试 (31)5.1.1 光合作用部分测试 (31)5.1.2 雨水部分测试 (31)5.1 系统的整体测试 (33)第6章结论 (34)参考文献 (35)附录 (37)致谢 (46)第1章绪论1.1 智能温室的研究背景随着计算机技术和无限通信技术的快速发展以及人们生活水平的提高,传统的有线通信方式成本高、布线复杂且花费大量的人力物力,已经不能完全满足人们的应用需要了。

所以,无线通信技术由此出现。

无线网络技术按照传输范围来划分,可分为无线广域网、无线城域网、无线局域网和无线个人域网。

无线个人域网也叫做短距离无线网络,比较普遍的短距离无线网络传输技术有:Zigbee、Wifi以及Bluetooth也就是人们常说的蓝牙等组成。

在家庭自动化、军工领域和工业控制领域中,Bluetooth虽然成本较低,成熟度高,但是由于其仅有10的传输距离来说,Bluetooth可以参与组网的节点太少。

Wifi虽然在传输速度方面速度较快,传输距离可达到100米,但是其价格高,功耗大,所以组网能力偏差。

相比之下Zigbee技术则是主要针对低速率、低成本和低功耗的无线通讯市场,它具有如下特点(1)速率低:Zigbee工作在20~250kbps的较低速率,分别提供250kbps (2.4GHz)、40kbps(915MHz)和20kbps(868MHz)的原始数据吞吐率,来满足低速率传输数据的应用需求。

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