基于Zigbee技术的牲畜养育室温湿度无线监测系统的研制与开发

摘要

由于我国人口不断增加，加上土地资源有限，给畜牧产品的供给带来巨大压力。随着养殖密度的不断提高，疾病防治、温度、湿度的监测与控制对于提高养殖产量与质量非常重要，其中温湿度监测与控制更是提高养殖密度和产量的关键。
　　然而传统的温湿度监测传输方式多是基于有线传输，现场布线存在涉布线复杂、成本高、不适应复杂环境，抗干扰能力不强等问题。采用无线通信的方式则可以很好地解决此问题。Zigbee技术作为一种新型的无线通信技术，具有体积小、成本低、功耗低、复杂度低、抗干扰性强等特点，正好适用于现代化养殖业的发展。
　　本文将Zigbee技术与养殖业的实际情况结合起来，设计了一款基于Zigbee技术、应用于牲畜养育室的无线温湿度监测系统。文章从实际出发，分析了系统整体设计目标，并且依此设计了系统整体架构，使用TI公司的片上系统CC2530芯片为节点核心，使用DHT11传感器作为温湿度传感器，完成了节点的硬件设计。节点采用模块化设计，大体分为MCU+射频模块(CC2530)，电源模块，外围电路模块以及终端设备上的传感器模块。
　　同时使用IAR Embedded Workbench作为软件开发环境，以Z-stack协议栈为基础，完成了系统的的软件的设计，实现了各个节点的功能。
　　最后在实验室环境下，完成了整个系统的调试及功能测试，整个系统能够稳定工作并且完成了温湿度采集的功能，达到了预期目标。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究现状

1．3 研究意义与目的

1．4 主要研究内容

第二章 Zigbee技术综述

2．1 Zigbee技术的概念

2．2 Zigbee协议的体系构架

2．2．1 物理层

2．2．2 MAC层

2．2．3 网络层

2，2．4 应用层

2．3 Zigbee网络拓扑结构

2．3．1 Zigbee网络中的设备

2．3．2 Zigbee网络拓扑

2．4 Zigbee网络的组建

2．4．1 Zigbee协议原语的概念

2．4．2 Zigbee网络组建的过程

2．5 本章小结

第三章 系统总体设计

3．1 系统设计目标

3．2 系统整体设计

3．3 硬件平台设计方案

3．4 软件平台的选择

3．5 本章小结

第四章 硬件设计

4．1 CC2530概述

4．2 温湿度传感器

4．3 节点硬件设计

4．3．1 协调器节点设计

4．3．2 路由器节点设计

4．3．3 终端节点电路设计

4．4 本章小结

第五章 软件设计

5．1 IAR开发环境介绍

5．2 Z-stack协议栈

5．3 协调器软件设计

5．4 终端设备节点软件设计

5．4．1 软件流程

5．4．2 温湿度传感器数据采集

5．4．3 终端节点数据发送

5．5 路由器节点软件设计

5．6 本章小结

第六章 系统调试及结果

6．1 调试平台的搭建

6．2 组网通信测试

6．3 系统功能测试

6．4 本章小结

总结与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文

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