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基于STM32W智能环境监控系统的研制
作 者: 王婷婷
导 师: 仲伟波
学 校: 江苏科技大学
专 业: 电子与通信工程
关键词: 温室监控 ZigBee技术 WiFi技术 无线网关
分类号: TP277
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
下 载: 11次
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内容摘要
随着科技的发展,将信息技术应用到农业生产中已成为必然趋势。在农业生产中,影响农作物生长和产量的因素很多,如环境温度、湿度、光照强度等,及时调整与改善农作物在不同时期所需要的温室环境,进一步地提高农业的生产效率和质量。因此,研制智能温室监控系统,实现对温室信息的自动采集与控制,有效地满足了现代设施农业的基本要求。本文设计并实现了一种基于STM32W智能环境监控系统,该系统由智能监控节点、ZigBee-WiFi网关和上位机三个部分组成。系统的智能监控节点是由连接光强、温湿度及CO2浓度传感器的ZigBee模块组成,节点实时采集环境参数。采集到的环境参数通过无线传感器网络传到ZigBee-WiFi无线网关,通过网关转换将数据发送到无线WiFi网络中,上位机运行客户端程序接收、显示环境参数,并可对环境参数进行调控。ZigBee-WiFi网关实现了无线传感器网络和无线局域网的数据协议转换,网关既作为ZigBee网络的协调器,负责ZigBee网络的建立、节点分配、信息存储与传输;又作为无线WiFi的节点,负责与无线Internet网络的连接和数据的传输。本文首先介绍了智能温室监控系统的应用特性和总体设计思想,然后分别从系统的总体设计、硬件设计以及软件设计等方面进行详细介绍。系统设计中采用模块化的设计思想,方便了设计中的调试和修整。本文研制的温室监控系统是对ZigBee网络的有效补充和延伸,克服了传统有线温室环境监控系统的局限性,满足了温室无线数据的采集和网络化的需要,提升了农业生产信息化与自动化的水平。
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全文目录
摘要 2-3 Abstract 3-5 目录 5-11 第1章 绪论 11-16 1.1 课题研究背景和国内外研究现状 11-13 1.1.1 课题研究背景 11-12 1.1.2 国内外研究现状 12-13 1.2 研究的目的和意义 13-14 1.3 主要研究内容 14-15 1.4 本章小结 15-16 第2章 智能环境监控系统的总体设计 16-24 2.1 系统总体设计方案 16-18 2.1.1 硬件总体结构设计 16-17 2.1.2 上位机软件设计 17 2.1.3 环境监控系统特性 17-18 2.2 ZigBee 与 WiFi 无线通信技术 18-20 2.2.1 ZigBee 技术 18-19 2.2.2 WiFi 技术 19-20 2.3 主要芯片选型 20-23 2.3.1 STM32W108 芯片介绍 20-21 2.3.2 AX22001 芯片介绍 21-23 2.4 本章小结 23-24 第3章 系统硬件设计 24-45 3.1 系统硬件结构 24-25 3.2 智能监控节点硬件设计 25-38 3.2.1 核心处理器 26 3.2.2 最小系统设计 26-28 3.2.3 RF 部分硬件设计 28-33 3.2.4 程序下载和通信接口 33-34 3.2.5 数据采集 34-38 3.3 ZigBee-WiFi 网关设计 38-42 3.3.1 核心处理器 39 3.3.2 WiFi 模块硬件设计 39-40 3.3.3 电源模块 40-41 3.3.4 RF 部分硬件设计 41-42 3.3.5 程序下载 42 3.4 板卡的 PCB 设计 42-43 3.5 硬件抗干扰设计 43-44 3.6 本章小结 44-45 第4章 系统软件设计 45-64 4.1 上位机 PC 软件 45-48 4.1.1 Socket 程序设计 45-48 4.1.2 客户端程序功能 48 4.2 智能节点软件 48-52 4.2.1 节点功能 48-49 4.2.2 节点的软件设计 49-52 4.3 环境数据采集软件 52-57 4.3.1 光强采集软件设计 52-55 4.3.2 二氧化碳浓度采集软件设计 55 4.3.3 温湿度采集软件设计 55-57 4.4 ZigBee-WiFi 网关软件 57-63 4.4.1 数据协议转换 58-59 4.4.2 WiFi 节点软件设计 59-63 4.5 ZigBee 与 WiFi 共存 63 4.6 本章小结 63-64 第5章 系统集成与测试 64-73 5.1 集成测试 64-70 5.1.1 模块硬件基础测试 64-66 5.1.2 模块软件测试 66-70 5.2 系统总体测试 70-72 5.3 本章小结 72-73 结论 73-75 参考文献 75-79 附录1 WiFi 硬件电路原理图 79-80 攻读硕士期间发表的学术论文 80-82 致谢 82
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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 监视、报警、故障诊断系统
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