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基于zigbee的大棚温湿度监控报警系统
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2024-04-30
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本文主要设计研究了基于ZigBee的温室大棚的温湿度检测系统,在温室大棚中,传感器节点比较多,所以该无线网络系统采用的传感器节点设计方案是SOC解决方案,即主控芯片CC2530和温湿度传感器DHT11的结合,真正实现了成本低,功耗小,稳定性好的特点。 软件的编程采用的是IAR集成开发环境,软件设计主要分为三个部分,传感器节点的采集程序、协调器的组网程序、上位机的界面编程,此外还有一些串口通信程序等。在ZigBee的协议栈移植,协调器建立网络后,终端节点都加入网络。首先终端节点采集温蕊度数据)然后通过ZigBee协议把数据发送给协调器,然后协调器把数据发送到上位机,上位机把数据显示在界面上,用户可对温湿度数据进行即时查询。
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资源评论
I
摘 要
温度和湿度是保证农作物良好生长的两个重要的因素,因此检
测温湿度就显得尤为重要。传统的检测温湿度是通过仪器仪表到温
室大棚内检测、记录,然后再通过相应的设备来调整温湿度。若可
通过组建无线网络来检测温湿度,既可避免传统有线传输的布线复
杂、出现故障很难检查等问题,又减小了成本,使得检测温湿度更
加方便。
本文主要设计研究了基于 ZigBee 的温室大棚的温湿度检测系
统,在温室大棚中,传感器节点比较多,所以该无线网络系统采用
的传感器节点设计方案是 SOC 解决方案,即主控芯片 CC2530 和温
湿度传感器 DHT11 的结合,真正实现了成本低,功耗小,稳定性好
的特点。
软件的编程采用的是 IAR 集成开发环境,软件设计主要分为三
个部分,传感器节点的采集程序、协调器的组网程序、上位机的界
面编程,此外还有一些串口通信程序等。在 ZigBee 的协议栈移植,
协调器建立网络后,终端节点都加入网络。首先终端节点采集温蕊
度数据)然后通过 ZigBee 协议把数据发送给协调器,然后协调器把
数据发送到上位机,上位机把数据显示在界面上,用户可对温湿度
数据进行即时查询。这样就实现了温湿度数据实时显示的功能。
把 ZigBee 这样一种短距离、低功耗、低成本的无线通信技
术应用到温室大棚的检测统中,能够实现检测系统的自动化,具有
II
很强的实用性和应用前景。
关键词:ZigBee;无线传感器网络;温湿度检测;传感器
III
目录
摘 要.....................................................................................................................................................I
目录 .....................................................................................................................................................II
第 1 章 绪论 ..................................................................................................................................1
1.1 引言 ......................................................................................................................................1
1.2 设计实现的目标 ..................................................................................................................1
第 2 章 系统总体设计 ..................................................................................................................2
2.1 方案的总体设计 ..................................................................................................................2
2.2 ZIGBEE 技术简介.................................................................................................................2
2.3 传感器简介 ..........................................................................................................................2
第 3 章 系统软硬件设计 ..............................................................................................................3
3.1 硬件电路设计 ......................................................................................................................3
3.2 软件程序设计 ......................................................................................................................3
第 4 章 系统的调试和结论 ..........................................................................................................4
第 5 章 总结和展望 ......................................................................................................................5
5.1 总结 ......................................................................................................................................5
5.2 展望 ......................................................................................................................................5
《无线传感网络应用》大作业报告
1
第1章 绪论
1.1 引言
研究背景及研究意义
无线传感器网络涉及了多种技术的前沿热点研究领域,包括传感器技术、无线通信技术、分
布式信号处理技术等。它通过集成化的微型传感器完成对环境或检测对象的信息实时监测和
采集,并将检测到的信息在自组织的无线多跳网络中传送到上位机并显示给用户。自从无线
传感器网络出现以来,我们把信息世界和物理世界融合在一起,使人与机器、人和自然的交
互方式得到了改变,然后实现了物理世界、计算世界以及人类社会之间的连通,使人类更加
有能力认识世界。
早在世纪年代末年代初,温室监控系统研究开始起步了,那时候的检测很单一,是通过一些
仪器和仪表单点测量,然后记录。后来在传感器技术和单片机技术的迅速发展下,温室环境
监测技术的研究也随着发展起来了。直到年代初,引入了计算机和总线技术之后,使得温室
系统开始走向自动化。跟着在软件技术的大力发展下,出现了专家系统,温室监控逐渐向智
能化方向发展。但是还存在着一个很大的问题,那就是布线困难,接线复杂。但是这个问题
也很快得到了解决,这完全依赖于无线通信技术的迅猛发展。在国外首先出现将无线技术应
用到农业生产中,包括应用到温室监测和控制系统中,避免了一些有线传输带来的问题,比
如:系统测试精度低,存在抗干扰能力差,工作不稳定等。
随着社会进步和生产发展需要,传统的使用模拟仪表进行单点测温度,测湿度已经不能满足
我们的需求,所以利用无线通信来采集温湿度数据显得非常重要,测量的精度也得到了社会
的重视。而无线传感器网络的优势和发展成熟必将是温室测控系统的发展方向。
在工业现场,由于环境比较恶劣,工作人员不能长时间停留在现场观测设备的运转,所以需
要采集数据并传送数据到操控室,工作人员就可以根据情况来发送控制命令了。然而数据传
输也有两种方式,有线传输和无线传输,传统的有线数据传输需要的电缆多,布线复杂,出
现问题了换线困难难于维修,并且浪费资源,占用空间大。而采用无线传输的话就可以避免
上述问题了。
由于温室大棚占地面积比较大导致工作量大,可靠性差;检测目标也比较分散,测点较多,
所以传统的方法已经不能满足当前农业发展的需要。在科技水平日新月异发展的当下,无
线通信技术的发展使得温室测量采集更精确,更简便。
《无线传感网络应用》大作业报告
2
1.2 设计实现的目标
本次设计方案选取了温室大棚的温度和湿度两个重要的环境参数作为传感器采集数据源,通
过传感器节点实时的采集数据,通过射频模块进行温湿度数据的无线传输,并基于协议组建
无线网络实现数据的更远距离传输,然后由组建网络者协调器将经过处理后的数据传输到上
位机,并在计算机上显示,以供工作人员观测,及时处理。
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