一种基于无线传感网的温室大棚环境监测系统设计

摘要

伴随着现代科学技术的进步，机械化和智能化农业正在逐渐取代传统农业，成为目前农业发展的大方向。在农业生产中，温度，湿度，光照强度和二氧化碳浓度对农作物的生长起着至关重要的作用。传统农业主要通过人们目测或者经验来检测环境，缺少量化的数据，大大限制了作物的生长和产量，本文针对温室大棚的自身优缺点，设计一种基于无线传感器网络的温室大棚无线环境检测系统，人们不再需要经常进入到大棚内对环境进行测量，减少了劳动力，也避免了因为环境的恶化导致减产。
　　本文设计了一套温室大棚环境监测系统，系统包含无线监控节点和监控端两大部分。无线监控节点采用Zigbee无线传感器进行监测，组网和传输数据。监控端采用上位机软件进行监控和数据的处理。主要采用的技术有温度，湿度和光照传感器模块和Zigbee模块的结合以实现对环境信息的采集，无线传感器网络的路由技术以实现通过各个节点将信息传输到监控端，最后监控端采用的上位机的监测系统的设计，使用C＃语言完成可视化界面的程序设计。
　　系统组建好后，将节点分散的布置开，在电脑的上位机可以很好地检测到结果，测试结果表明，各节点硬件工作正常，软件运行流畅，数据采集和传输正确，达到了设计的要求。
　　各子系统模块设计完成后，开始系统的整体测试，将节点随机分散布置并处于工作状态。系统运行一段时间后，运行结果表明，各节点工作状态正常，可以很好的检测到模拟环境中的信息，达到设计要求。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景与研究意义

1．2 温室大棚环境检测研究进展

1．3 无线传感器网络的研究现状

1．3．1 军事领域

1．3．2 民用领域

1．4 论文的研究内容与组织结构

第2章 无线传感器网络概述

2．1 无线传感器网络简介

2．1．1 无线传感器网络结构

2．1．2 无线传感器网络节点结构

2．2 无线传感器网络体系结构概述

2．2．1 分层的网络通信协议

2．2．2 网络管理平台

2．3 无线传感器网络特点

2．4 无线传感器网络应用

2．5 无线传感器网络关键技术

2．5．1 时间同步

2．5．2 定位技术

2．5．3 安全技术

2．5．4 数据融合

2．5．5 数据管理

2．6 无线传感器网络拓扑结构

2．6．1 星状网

2．6．2 网状网

2．6．3 混合网

2．7 ZigBee技术

2．7．1 ZigBee技术特点

2．7．2 ZigBee技术与其他几种无线通信技术的比较

第3章 环境质量监测系统硬件设计

3．1 系统需求分析

3．2 系统总体结构设计

3．3 传感器节点的硬件设计

3．3．1 处理器和无线通信模块

3．3．2 传感器模块

3．4 汇聚节点的硬件设计

3．4．1 电源模块设计

3．4．2 RS—232串口模块

第4章 环境质量监测系统软件设计

4．1 ZigBee协议

4．1．1 通信原语及组网实现

4．1．2 Z—Stack软件构架

4．2 IAR开发环境

4．3 传感器节点应用程序设计

4．4 汇聚节点应用程序设计

4．5 监控端上位机的软件实现

4．5．1 上位机界面的程序实现

4．5．2 串口通信的实现

第5章 环境质量监测系统运行测试

5．1 测试系统组成

5．2 系统测试过程

5．2．1 串口测试

5．2．2 上位机测试

5．3 系统测试结果

第6章 总结与展望

参考文献

致谢