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基于GPRS的农业微环境多参数无线监测系统研究

作　者: 顾简
导　师: 施云波
学　校: 哈尔滨理工大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 农业微环境 GPRS 430单片机 无线监测
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 82次
引　用: 1次
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内容摘要


随着农业技术的发展,对农业环境监控的要求越来越高。对于农业环境现场数据信息的及时获取是进行现代化精准管理的重要基础,如何快速、有效地获取农业现场各类数据成为信息农业研究的重要领域。网络技术、无线通信技术的迅速发展特别是GPRS/CDMA无线移动网络技术的发展与成熟为农业信息监控提供了有效的途径。相对露天环境,有限封闭空间微环境的参数变化比较大,本文设计的基于GPRS的农业微环境多参数无线监测系统针对农业大棚、室内栽培等室内微环境进行实时监测。系统选取与作物生长关系紧密的4个参数,温度、湿度、二氧化碳、光照强度,选用4个传感器进行参数采集。系统硬件部分即数据采集终端,主要由传感器电路、微控制器电路、GPRS无线模块电路和系统电源电路四个部分组成。以MSP430F169单片机为核心,控制传感器电路进行环境数据采集,同时通过串口与GPRS模块SIM300通信,控制其连接网络发送数据。采用C++ Builder为开发平台编写监测中心软件界面,实现数据实时显示、图形化曲线分析及数据库功能。本系统采用TCP点对点入网连接方式,主要针对没有网络环境的监控中心。整个数据采集终端不需改动硬件,只通过对软件的修改调整,即可满足不同GPRS入网方式下的通信,拥有良好的扩展性能。经过实际测试,系统工作稳定,采集数据在精度范围之内。本课题对农业环境信息监测技术的发展具有重要意义。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章 绪论  10-15
  1.1 课题研究背景及意义  10-11
  1.2 国内外研究现状及发展  11-14
    1.2.1 国外农业环境监测技术研究现状  11-12
    1.2.2 国内农业环境监测技术研究现状  12-13
    1.2.3 农业环境监测技术发展趋势  13-14
  1.3 课题主要研究内容  14-15
第2章 监测系统构成与原理  15-24
  2.1 监测系统整体设计  15-16
  2.2 GPRS 通信技术  16-20
    2.2.1 GPRS 的系统结构  16-17
    2.2.2 GPRS 的信令流程  17-18
    2.2.3 GPRS 入网方案  18-20
  2.3 TCP/IP 网络通信技术  20-23
    2.3.1 TCP/IP 协议结构  21-22
    2.3.2 TCP/IP 协议工作原理  22-23
  2.4 本章小结  23-24
第3章 监测系统的硬件设计  24-40
  3.1 监测系统总体硬件结构  24-25
  3.2 传感器变送电路设计  25-31
    3.2.1 温湿度传感器电路  25-28
    3.2.2 CO_2 传感器电路  28-30
    3.2.3 光照强度传感器电路  30-31
  3.3 微控制器单元设计  31-35
    3.3.1 复位电路  32
    3.3.2 JTAG 接口电路  32-33
    3.3.3 异步模式和I~2C 模式串行通信模块  33-34
    3.3.4 ADC 模数转换模块  34-35
  3.4 无线模块接口设计  35-38
    3.4.1 SIM300 模块与单片机连接电路  35-36
    3.4.2 SIM 卡接口电路  36-37
    3.4.3 网络状态指示灯接口电路  37-38
  3.5 监测系统电源电路设计  38-39
  3.6 本章小结  39-40
第4章 监测系统的软件设计  40-54
  4.1 系统软件概述与AT 指令  40-42
  4.2 数据采集终端软件编程  42-47
    4.2.1 数据采集终端总体程序  42-43
    4.2.2 系统初始化子程序  43-44
    4.2.3 环境数据采集子程序  44-46
    4.2.4 GPRS 网络连接子程序  46-47
  4.3 监测中心服务端软件编程  47-53
    4.3.1 通信单元功能模块  48-50
    4.3.2 数据显示单元功能模块  50-52
    4.3.3 数据库单元功能模块  52-53
  4.4 本章小结  53-54
第5章 监测系统测试与结果分析  54-61
  5.1 传感器探测器测试  54-58
    5.1.1 温湿度探测器测试  54-56
    5.1.2 CO_2 探测器测试  56-57
    5.1.3 光照探测器测试  57-58
  5.2 GPRS 连网与数据传输测试  58-60
    5.2.1 GPRS 连网测试  58-59
    5.2.2 监测中心服务端软件测试  59-60
  5.3 本章小结  60-61
结论  61-62
参考文献  62-65
攻读学位期间发表的学术论文  65-66
致谢  66

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信
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