基于无线传感器网络的绿地微灌远程监控系统的设计

摘要

绿地不仅有助于美化城市环境、改善生态环境和促进社会发展，还可以使人们的生活丰富多彩，为人们提供一个理想的、舒适的休闲娱乐场所。水是一切生命的来源，而我国水资源严重不足，且利用率较低。绿地面积的增加必然导致我国水资源短缺的现状将更加严峻。
　　本文设计了一套基于无线传感器网络的绿地微灌远程监控系统。该系统集智能化、集中化、远程化于一体，由中继节点、数据采集节点与电磁阀控制节点等组成。在了解我国绿地现状的基础上，完成系统的总体方案设计，并完成了各个节点的硬件设计和软件设计。硬件设计包括环境参数采集模块、无线通信模块、电源及电池管理模块、现场报警模块等。软件设计包括无线通信软件设计、数据传输软件设计以及监控中心软件设计等。监控中心通过VC++编程设计了各种控制和显示界面等，方便用户管理绿地。
　　基于无线传感器网络的绿地微灌远程监控系统能够对绿地各个区域的环境信息进行监控，并实时传输信息，实现管理人员在办公室或者家里对绿地进行全方面的管理。因此，将绿地灌溉技术、自动化控制理论及传感器技术结合起来，不仅有助于缓解经济建设与水资源短缺之间的矛盾，还可以节省大量的人力物力，使管理绿地更加科学。该系统的研究成果可以移植到农业生产、高尔夫球场、规划设计等领域，具有重要的现实意义和广阔的应用前景。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外发展状况

1．2．1 国外发展状况

1．2．2 国内发展状况

1．3 主要研究内容

第2章 系统总体方案设计

2．1 ZigBee技术简介

2．2 GPRS技术简介

2．3 系统整体方案设计

2．3．1 系统组成结构及设计要求

2．3．2 无线模块方案设计

2．3．3 路由方案设计

2．4 系统工作过程

2．5 本章小结

第3章 绿地微灌远程监控系统的硬件设计

3．1 系统硬件结构设计

3．1．1 中继节点硬件结构设计

3．1．2 数据采集节点硬件结构设计

3．2 中继节点硬件设计

3．2．1 按键及显示模块设计

3．2．2 实时时钟模块设计

3．2．3 数据存储模块设计

3．3 环境参数采集模块设计

3．3．1 温度传感器单元设计

3．3．2 湿度传感器单元设计

3．3．3 CO2浓度检测单元设计

3．3．4 光照强度检测单元设计

3．3．5 预留传感器接口单元设计

3．4 数据通信模块设计

3．4．1 ZigBee无线通信模块设计

3．4．2 GPRS无线通信模块设计

3．4．3 USB通信接口设计

3．5 电磁阀控制节点设计

3．6 现场报警模块设计

3．7 电源及电池管理模块设计

3．8 本章小结

第4章 系统软件设计

4．1 监控中心软件设计

4．2 数据传输软件设计

4．2．1 数据采集节点软件设计

4．2．2 中继节点软件设计

4．3 无线通信软件设计

4．3．1 ZigBee无线通信软件设计

4．3．2 GPRS无线通信软件设计

4．4 故障诊断机制

4．5 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢