基于ZigBee网络的温室环境远程监控系统的设计与实现.zip

摘要:实现农业现场数据信息的及时获取和处理，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目前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，为农业数据信息监控提供了发展机遇，特别是随着GPRS/CDMA无线移动网络技术的发展与成熟，为农业的信息传输提供了有效的途径。

本文采用ZigBEE技术以及GPRS技术设计了一种远程温室环境监控系统，系统主要由温室采集ZigBee节点，协调ZigBee节点，以及GPRS三个模块组成，温室ZigBee节点通过温湿传感器，采集到温室环境信息，通过ZigBee无线发射模块，将数据传送至协调ZigBee节点的ZigBee模块后再通过GPRS模块将温室环境信息通过移动的GSM网络发送到远程用户手机中。仔细分析ZigBee及GPRS的市场使用情况，选用赫立讯IP-Link 1223模块实现网络的无线数据传输，采用西门子的GPRS模块TC35实现数据的远程传输。利用硬件资源、数据协议和各终端模块程序测试了系统的整体功能，结果表明实现了各功能节点之间的连接、温室信息正确传输并显示在用户手机上，达到了设计要求。

关键词 无线通信；自动化控制；远程监控；ZigBee；GPRS

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 课题背景-1

1.2 开发意义-1

1.3 本课题主要研究的内容-1

2 系统总体设计-2

2.1系统构建及工作原理-2

2.2 系统的硬件设计-2

2.2.1 器件的选用-2

2.2.2 系统硬件原理框图-4

2.3 系统软件设计-6

2.3.1 温室采集ZigBee节点程序设计-6

2.3.2 协调ZigBee节点程序设计-7

2.3.3 GPRS短信发送模块程序设计-7

3 ATmega 16L串行通信-9

3.1 USART 的初始化-9

3.1.1 USART数据发送原理-10

3.1.2 USART传送标志位与中断-11

3.1.3 USART数据接收原理-11

3.1.4 USART I/O数据寄存器UDR-12

3.2 RS232介绍-13

3.2.1 RS232概述-13

3.2.2 单片机与PC机通讯方式-14

4 ZigBee模块设计-15

4.1 ZigBee简介-15

4.1.1 ZigBee介绍-15

4.1.2 ZigBee堆栈结构-15

4.1.3 ZigBee堆栈容量和ZigBee设备-16

4.1.4 ZigBee技术的网络拓扑结构-16

4.2 IP-Link 1223 简介-17

4.2.1 IP-Link 1223 介绍-17

4.2.2 IP-Link 1223 模块规格-17

4.2.3 IP-Link 1223 Mesh网络组建-19

4.3 单片机与IP-Link 1223 ZigBee模块的硬件连接原理图-19

4.4 IP-Link 1223 ZigBee模块的软件设计-20

4.4.1 IP-Link 1223 指令设置-20

4.4.2 IP-Link 1223的二进制指令模式设置-20

4.4.3 单片机控制IP-Link 1223的软件设计-22

5 GPRS模块设计-24

5.1 GPRS简介-24

5.1.1 GPRS介绍-24

5.1.2 GPRS与单片机通讯-24

5.2 AT指令简介-24

5.2.1 AT指令概述-24

5.2.2 短信息相关AT指令及传输格式-25

5.3 基于GPRS的TC35短信发送模块介绍-26

5.4单片机控制TC35模块设计-27

6 调试-29

6.1 ICCAVR介绍-29

6.2 工程的建立-29

6.3 编译器设置-30

6.4 工程编译-30

6.5 硬件调试-31

6.5.1传感器调试-31

6.5.2 温度采集ZigBee节点硬件图-32

6.5.3 协调ZigBee节点硬件图-32

结论-33

致谢-34

参考文献-35