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《基于zigbee的溫室wsn監(jiān)測系統(tǒng)的設計與研究》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內容在教育資源-天天文庫。
1、江蘇大學碩士學位論文基于ZigBee的溫室WSN監(jiān)測系統(tǒng)的設計與研究姓名:侯佳佳申請學位級別:碩士專業(yè):檢測技術與自動化裝置指導教師:李正明20090606江蘇大學碩士學位論文摘要大型連棟溫室是利用微電子技術和現(xiàn)代控制技術,人為創(chuàng)造適宜作物生長的最佳環(huán)境,從而達到增加作物產量、改善品質、調節(jié)生長周期、提高經濟效益等目的。目前,溫室環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)通信方式普遍采用的是基于485總線或CAN總線的有線通信方式,有線通信方式中的信號傳輸相對比較穩(wěn)定,但是復雜的布線和較高成本不利于進一步提高溫室自動化和智能化程度。ZigBee是一種新興的近距離、低
2、復雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的無線網(wǎng)絡化通信技術,將其應用于溫室構成的溫室無線傳感器網(wǎng)絡(WSN)監(jiān)測系統(tǒng),具有無需現(xiàn)場布線、采集點設置靈活、采集點覆蓋面積廣闊、系統(tǒng)維護方便等突出優(yōu)點。針對當前溫室監(jiān)測系統(tǒng)信息傳輸技術存在的問題,根據(jù)溫室環(huán)境具體結構特征,本文提出了一種基于ZigBee技術的溫室WSN監(jiān)測系統(tǒng)模型,詳細介紹了系統(tǒng)工作原理和系統(tǒng)節(jié)點的功能特征,根據(jù)模塊化設計的思想,完成了包括數(shù)據(jù)處理模塊、無線通信模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、電源供應模塊和RS一232串口通信模塊的硬件設計,采用預留單片機的I/O引腳的方法,將可用的I/O引腳
3、用插針引出,預留出特定的傳感器接口,滿足溫室監(jiān)測系統(tǒng)多種參數(shù)監(jiān)測的需求。根據(jù)ZigBee通信協(xié)議規(guī)范設計了組網(wǎng)、數(shù)據(jù)采集、無線通信以及數(shù)據(jù)上傳四個系統(tǒng)功能模塊,重點研究了終端節(jié)點、路由節(jié)點和網(wǎng)絡協(xié)調器的通信算法,解決了終端節(jié)點與網(wǎng)絡協(xié)調器的數(shù)據(jù)傳輸問題。最后利用本文設計的三種系統(tǒng)節(jié)點構建一個實驗平臺,進行了ZigBee組網(wǎng)和無線通信測試,通過SNAMP后臺可視化軟件對溫室WSN進行觀察,通過數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)顯示實時采集的數(shù)據(jù)。測試結果表明,將ZigBee技術引入溫室環(huán)境WSN監(jiān)測系統(tǒng)是可行的,并且本文設計的溫室WSN監(jiān)測系統(tǒng)能夠實現(xiàn)實時可
4、靠地無線通信,滿足了溫室環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的設計要求,并為今后智能化的無線溫室監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)提供了一種新的解決方案。關鍵詞:ZigBee技術,無線傳感器網(wǎng)絡,溫室監(jiān)測系統(tǒng),CC2420,通信協(xié)議,組網(wǎng)測試江蘇大學碩士學位論文ABSTRACTMulti—SpanGreenhousesusingmicroelectronictechnologyandmodemcontroltechnologycreatethebestenvironmentforartificialcropgrowth,achievingincreasedcropyields,i
5、mprovedquality,regulatedgrowthcycles,enhancedeconomicefficiencyandSOon.Nowadays,cablecommunicationbasedon485busandCANbusisadoptedwidelyinmonitoringsystemsforgreenhouses,thismethodhasseveraldisadvantagessuchas:complexlines,difficultmaintenanceandhighcost.Communicationcabl
6、einthesignaltransmissionisrelativelystable,butthecomplexityandhighcostofwiringisnotconducivetofurtherenhancethelevelofgreenhouseautomation,andintelligent.ZigBeetechnologyisanewshort—range,low·-complexity,low-power,low··datarateandlow—pricetransmissionwirelesspersonalarea
7、network.ThegreenhouseenvironmentalWSNmonitoringsystemisbasedonZigBeetechnology,anddoesnotrequirethelayingofcable.Thesignalstrengthcanbeconstant,accurate,andlong—range.Tosolvetheproblemsofinformationtransmissiontechnologyforgreenhousemonitoringsystems,thispaperproposesamo
8、delofagreenhouseWSNmonitoringsystembasedonZigBeetechnologyaccordingtopracticalstructuralcharacteristics