智能粮仓监控系统的设计与实现

摘要

为了推进国家粮食储备体系向着网络化和智能化的方向发展，提高粮食监控的效率，最大限度地减少粮食在仓储过程中的损失，本文提出了一种智能粮仓监控系统方案，实时采集粮仓内湿度、温度、气体浓度以及虫鼠等信息，并能根据这些信息自动调控粮仓环境，实现24小时实时监控粮仓。管理人员也可通过监控结果随时了解粮仓状况，从而及时地做出相关决策。
　　首先，本文对课题的选题背景及其国内外研究现状做了概述，分析了传感器技术和物联网技术在粮情监控中的应用发展趋势。根据粮仓监控的需求完成系统总体方案设计。在硬件上围绕ZigBee无线传感器网络展开 ZigBee终端节点模块和协调器的设计工作，包括电源电路、最小系统电路、采集模块和控制模块电路以及串口接口电路。另外采用ARM Cortex-A8核心模块作为网关硬件部分，实现ZigBee无线局域网与外网之间的连通，也为以后的功能扩展设计预留了接口。
　　其次，在软件上，按照数据采集层、ARM网关层、应用管理层（包括Linux服务器和客户端）逐级分层的模式展开了设计工作，确定了各层软件平台和软件设计。数据采集层介绍了ZigBee协调器组网和终端节点入网的流程以及该部分应用程序的设计；ARM网关层结合多线程技术，并发处理ZigBee局域网和internet的数据请求；Linux服务器引入TCP/IP协议和数据库sqlite3，为用户提供服务，以及处理和储存相关数据；客户端根据功能需求给出了客户端整体功能框架，重点设计并实现了客户端监控的主要模块。
　　最后，从系统的功能及性能方面展开测试，经过反复的测试表明，此系统方案可行，具备了粮仓智能监控的的功能，系统运行稳定、可靠，具有一定实际应用推广价值。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容

1.4 论文组织结构

第2章 系统关键技术和整体设计方案

2.1 ZigBee无线网络技术

2.2 系统总体方案设计

2.3 本章小结

第3章 系统硬件电路设计

3.1 ZigBee终端节点模块硬件电路设计

3.2 协调器硬件电路设计

3.3 ARM网关模块硬件设计

3.4 本章小结

第4章 系统软件设计

4.1 数据采集层软件设计

4.2 ARM网关层软件设计

4.3 linux服务器软件设计

4.4 客户端软件设计

4.5 本章小结

第5章 系统的调试与测试

5.1 ZigBee无线通信测试

5.2 无线传输质量测试

5.3 传感器采集数据测试

5.4 系统功能测试

5.5 本章小结

总结与展望

总结

展望

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间发表的学术论文