智能农业温室大棚监控系统设计

摘要

农业温室大棚设施的发展与现代电子信息技术结合的越来越紧密，本课题在温室中应用智能化的监测和控制方法，实现无人值守的状态，有效降低人工成本。
　　智能农业温室大棚监控系统与嵌入式技术、无线传感技术相结合，系统包括主控制器、ZigBee节点和USB摄像头三部分。主控制器采用ARM Cortex-A8架构的S5PV210处理器，硬件设计部分包括SD卡接口电路设计、串口电路设计、USB摄像头接口设计、LCD触摸屏接口设计、网口电路设计，软件设计包括构建嵌入式Linux操作系统，开发基于Qt creator的上位机界面，实现了采集节点数据、下达控制节指令和视频显示等功能。ZigBee节点部分的硬件设计包括ZigBee节点硬件电路设计，软件包括数据采集程序和设备控制程序。ZigBee节点包括协调器和终端节点，实现了以协调器为中心的星形网络，终端节点采集农业温室内外的环境参数，并且将数据发送给协调器，协调器通过串口将数据传送至主控制器，主控制器下达的控制指令，节点接收指令控制设备，实现对温室大棚环境参数的调节。USB摄像头部分包括视频采集程序设计，实现USB摄像头采集温室大棚中的图像，在主控制器实时显示。
　　对整个系统进行调试，ZigBee无线传感网组网成功，实现采集环境参数数据和执行控制指令，主控制器LCD触摸屏正常显示环境参数数据和视频，终端节点接收控制命令实现农业温室大棚的环境参数的调节。在设备运行过程中，实现了温室中的环境监测和调节，达到了预期效果。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究来源和背景

1．2 国内外研究现状

1．3 系统总体方案设计

1．4 论文结构安排

第2章 嵌入式Linux开发与ZigBee技术

2．1 嵌入式Linux开发技术

2．1．1 嵌入式开发环境搭建

2．1．2 Bootloader和Linux内核

2．1．3 Linux根文件系统

2．2 ZigBee协议及其应用

2．3 V4L视频技术

2．4 本章小节

第3章 系统硬件设计与实现

3．1 ZigBee网络节点硬件设计

3．1．1 ZigBee核心板部分

3．1．2 ZigBee底板部分

3．1．3 传感器和执行器及其接口部分

3．2 ARM主控制器设计

3．2．1 电源管理模块

3．2．2 动态存储器模块

3．2．3 静态存储器模块

3．2．4 TF卡电路模块

3．2．5 触摸显示屏模块

3．2．6 串行接口模块

3．2．7 以太网接口模块

3．2．8 USB摄像头接口模块

3．3 本章小结

第4章 ZigBee节点程序设计

4．1 ZigBee软件集成开发环境

4．2 ZigBee无线网络数据传输

4．3 ZigBee传感节点数据采集程序设计

4．3．1 温湿度传感模块

4．3．2 光照强度传感模块

4．3．3 二氧化碳浓度传感模块

4．3．4 风速传感模块

4．3．5 雨雪传感模块

4．3．6 ZigBee控制模块

4．4 本章小结

第5章 Qt界面程序设计

5．1 界面开发环境的搭建

5．1．1 建立Qt／Embedded开发环境

5．1．2 建立Qt Creator开发环境

5．2 智能农业温室大棚监控系统界面设计

5．2．1 主函数的功能

5．2．2 串口数据解析程序设计

5．2．3 界面程序设计

5．3 本章小结

第6章 系统功能调试

6．1 系统调试说明

6．2 主界面功能调试

6．3 光合作用界面调试

6．4 温湿信息界面调试

6．5 状态信息界面调试

6．6 视频监控界面调试

6．7 本章小结

第7章 结论和展望

致谢

参考文献

个人简历、研究生期间发表的论文与研究成果