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基于无线网络的温室环境监控系统的设计

作 者: 赵琦
导 师: 曹伟
学 校: 哈尔滨理工大学
专 业: 测试计量技术及仪器
关键词: 环境参数检测 集中监控 无线技术 MSP430 管理中心
分类号: TP277
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
下 载: 24次
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内容摘要


中国提倡农业发展走现代化道路,随着农业的研究和应用技术得到越来越多的重视,温室生产成为发展高效农业的一个关键环节。在我国,大多数的温室环境参数监控由人工进行管理,不但使生产成本增加,而且造成人力资源的浪费,难以实现预期的经济效益。本文设计了一套集智能化、集中化、远程化于一体的温室环境监控系统,以解决我国温室管理中现存的问题。温室环境监控系统主要由管理中心集中监控节点、现场监测节点、传感器与执行机构组成。现场监测节点利用传感器完成对温室内温度、湿度、CO2浓度、光照强度等环境参数的检测;集中监控节点选用微控制器和无线射频模块作为主控芯片,实现对环境参数的监测与记录;管理中心部分设计了软件的各个界面模块,方便用户对温室环境的远程监控。ZigBee无线网络和数传电台无线网络分别作为集中监控节点与现场监测节点之间、管理中心与集中监控节点之间的通信媒介,完成温室环境监控系统各节点之间的数据传输。基于无线网络的温室环境监控系统能够实现信息的实时传输,并对温室内各个区域的环境信息进行监测控制,节省大量的人力资源,管理人员不需要亲自到现场采集数据,利用无线网络资源即可实现信息的远程处理。因此,基于无线网络的温室环境监控系统的研究有着重要的现实意义和广阔的应用前景。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章 绪论  9-13
  1.1 温室环境监控系统研究背景及意义  9-10
  1.2 温室环境监控系统国内外发展状况  10-11
  1.3 主要研究内容  11-13
第2章 系统相关技术及总体方案设计  13-21
  2.1 ZigBee 无线通信技术简介  13-14
  2.2 数传电台无线通信技术简介  14-15
  2.3 温室环境监控系统总体方案设计  15-20
    2.3.1 系统技术要求  15
    2.3.2 系统组成及设计要求  15-16
    2.3.3 无线模块方案设计  16-18
    2.3.4 功能模块方案设计  18-20
  2.4 基于无线网络的温室环境监控系统工作过程  20
  2.5 本章小结  20-21
第3章 温室环境监控系统硬件设计  21-41
  3.1 系统硬件结构设计  21-22
    3.1.1 集中监控节点结构设计  21-22
    3.1.2 现场监测节点结构设计  22
  3.2 集中监控节点设计  22-27
    3.2.1 数据存储模块设计  22-24
    3.2.2 实时时钟模块设计  24-25
    3.2.3 按键及显示模块设计  25-27
  3.3 环境参数检测模块设计  27-32
    3.3.1 温度检测单元设计  27-28
    3.3.2 湿度检测单元设计  28-29
    3.3.3 CO2浓度检测单元设计  29-31
    3.3.4 光照强度检测单元设计  31-32
  3.4 执行机构模块设计  32-34
  3.5 数据通信模块设计  34-37
    3.5.1 ZigBee 无线通信模块设计  34-35
    3.5.2 数传电台无线通信模块设计  35-36
    3.5.3 USB 通信接口设计  36-37
  3.6 电源模块设计  37-39
  3.7 报警模块设计  39-40
  3.8 本章小结  40-41
第4章 温室环境监控系统软件设计  41-53
  4.1 管理中心软件设计  41-44
    4.1.1 管理中心软件需求分析  41-43
    4.1.2 管理中心通信软件功能设计  43-44
  4.2 监控程序设计  44-46
    4.2.1 现场监测节点程序设计  44
    4.2.2 集中监控节点程序设计  44-46
  4.3 执行机构模块程序设计  46
  4.4 无线通信软件设计  46-52
    4.4.1 ZigBee 无线通信软件设计  46-49
    4.4.2 数传电台无线通信软件设计  49-52
  4.5 本章小结  52-53
结论  53-54
参考文献  54-57
攻读学位期间发表的学术论文  57-58
致谢  58

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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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