蔬菜大棚控制系统的研究_自动化专业.doc

摘 要:随着社会的迅速发展以及国民经济水平的不断提高，蔬菜大棚已成为一种新兴的蔬菜生产模式．其中温湿度的信息监控是蔬菜大棚的一个重要组成部分，它对农作物的健康生长以及农业生产的顺利进行有着至关重要的作用．

本文提出了基于ZigBee的蔬菜大棚控制系统的设计，能够实现蔬菜大棚的智能控制．首先介绍ZigBee技术的特点、网络拓扑和协议分析．其次从整体上提出了系统的结构,结合主芯片CC2530和射频芯片CC2591以及温湿度传感器SHT11对ZigBee节点进行了软硬件设计,给出了协调器节点、路由节点和传感器节点设计方案．最后，用串口电路实现下位机芯片与上位机的通信，人机界面友好，可以对数据信息实时观察与存储．

现代化的智能蔬菜大棚通过对温度、湿度等环境因素的智能控制，构建最适合农作物生长的环境。传统意义的小规模、分散化的农作物种植方式，费时费力，不利于现代化、信息化．蔬菜大棚的出现，形成大批量、标准化的生产模式，使得农作物的生产管理方式从传统的人工化逐渐向智能化发展．未来蔬菜大棚的普及将使得种植户的生产效率提升，劳动强度降低，经济效益大大增加．

关键词: ZigBee网络；CC2530 ；CC2591；SHT11

目录

摘要

ABSTRACT

第1章 绪论-1

1.1 引言-1

1.2 国内外蔬菜大棚研究动态-1

1.3 课题研究背景及关键技术简介-2

1.4 本课题主要研究内容-2

第2章 系统总体设计-3

2.1 系统设计要求-3

2.2 系统总体架构-3

2.3 系统硬件总体设计-3

2.4 系统软件总体设计-4

2.5 本章小结-4

第3章 无线通信模块设计-5

3.1 ZigBee技术简介-5

3.1.1 ZigBee技术的特点-5

3.1.2 ZigBee协议架构-6

3.1.3 ZigBee组网技术-6

3.1.4 ZigBee网络拓扑结构-7

3.2 无线通信模块介绍-8

3.2.1 微处理器和射频芯片选型-8

3.2.2 CC2530芯片概述-8

3.2.3 射频芯片CC2591-10

3.3 无线通信模块设计与实现-11

3.3.1 无线通信模块总体方案-11

3.3.2 协调器与路由器功能模块-11

3.3.3 终端传感器功能模块-12

3.4 本章小结-12

第4章 系统硬件电路设计-13

4.1 协调器、路由器节点设计-13

4.1.1 主控制电路设计-13

4.1.2 声光报警电路设计-13

4.1.3 风机、喷淋控制电路设计-14

4.1.4 加热、制冷装置电路设计-14

4.1.5 CC2530 供电电路设计-15

4.1.6 复位电路设计-15

4.2 LCD1602 液晶模块-16

4.2.1 液晶模块 LCD1602简介-16

4.2.2 LCD1602 液晶模块-16

4.3 传感器节点设计-17

4.3.1温湿度传感器选择-17

4.3.2 SHT11温湿度传感器介绍-18

4.3.3 SHT11内部结构和工作原理-19

4.3.4 SHT11连接电路-19

4.4 串口电路设计-20

4.5 本章小结-20

第5章 系统软件设计-21

5.1 软件开发平台简介-21

5.2 Z-STACK 软件架构-21

5.3 协调器、路由器软件设计-23

5.3.1 协调器节点软件设计-23

5.3.2 路由器节点软件设计-26

5.4 温湿度传感节点软件设计-26

5.5本章总结-28

第6章 结论与展望-29

6.1 结论-29

6.2 不足与未来展望-29

参考文献-31

致谢-33

附录A：协调器节点总体电路图-35