基于物联网的农药生产企业生态环境监测系统的设计

摘要

针对目前越演愈烈的环境污染问题，本文在经过对相关农药生产企业充分调研的基础上，结合了物联网技术、无线数据传输技术、自动控制技术和信息智能处理技术等多种现代计算机技术，提出了一种基于物联网的农药生产企业生态环境监测系统的设计方案。该套系统主要用来对农药生产企业周边的生态环境进行不间断的智能监测。
　　该系统分为前端硬件采集和后台监控两个部分。前端采集部分利用传感器节点对数据进行采集，并将数据通过多跳的方式发送给Sink节点，之后Sink节点将数据发送给上位机;后台监控主要对当前反馈来的数据进行监测并对底层节点进行控制。前端采集部分的系统构架和硬件设计是本文的重点，芯片采用CC2530+CC2591结合的方式，给出了各模块的详细设计框图和基本电气连接图，并对系统的软件进行了设计，提出了基于相邻节点的调度算法，有效降低节点能耗。后台监控平台采用B/S构架，后台服务器存储节点发来的数据并最终在前端页面显示出来。
　　该监测系统的设计目的是给上级环保监测部门提供一套实时的、不间断的、智能化的监测系统。在设计的过程中主要解决当前监测过程中存在的实时性差、自动化水平不高、不能连续监测等问题，有效的提高了系统的实用性。

目录

声明

摘要

插图清单

附表清单

1 绪论

1．1 选题背景及研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 本文主要的工作

1．4 章节安排

2 相关理论技术基础

2．1 物联网简介

2．1．1 物联网概念

2．1．2 物联网的范畴

2．2 无线传感网络简介

2．2．1 无线传感网络概念和特点

2．2．2 无线传感网络关键技术

2．3 Zigbee技术

2．3．1 Zigbee协议栈简介

2．3．2 Zigbee协议栈各层功能简介

2．3．3 Zigbee网络中的设备类型

2．3．4 Zigbee拓扑结构

2．3．5 服务原语介绍

2．4 本章小结

3 系统硬件平台设计

3．1 系统总体规划

3．1．1 系统功能分析

3．1．2 系统硬件平台搭建

3．2 Zigbee射频模块芯片选型和设计

3．2．1 各大芯片公司介绍

3．2．2 芯片型号确定及依据

3．2．3 CC2530芯片介绍

3．2．4 射频功放芯片介绍

3．2．5 射频模块电路设计

3．2．6 射频模块天线设计

3．3 终端节点设计

3．3．1 信息采集模块

3．3．2 数据收发模块

3．3．3 供电单元模块

3．4 协调器节点设计

3．4．1 数据收发模块设计

3．4．2 供电模块设计

3．4．3 3G模块选型

3．4．4 显示模块设计

3．5 抗干扰措施设计

3．6 本章小节

4 系统软件设计

4．1 Zigbee监测网络的设计

4．1．1 Zigbee网络的建立

4．1．2 Zigbee网络中新节点的加入和删除

4．1．3 Zigbee网络中的数据发送和接收

4．2 Zigbee网络中的调度算法设计

4．3 上位机平台设计

4．3．1 监测平台需求分析

4．3．2 平台总体架构

4．3．3 监测平台页面展示

4．4 本章小节

5 系统测试

5．1 Zigbee组网测试

5．2 射频模块性能测试

5．2．1 射频模块单载波测试

5．2．2 射频模块发射强度测试

5．2．3 射频模块发射距离测试

5．3 系统调试

5．4 本章小结

6 总结与展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果