基于WSN的智能温室监控系统设计.doc

摘要: 农业生产在我国生产生活中占据着重要地位，民以食为天，对于如何解决人民的温饱问题政府也颁布了许多政策。在人均耕地较少的情况下，提高单位面积的生产量显得尤为重要，所以温室大棚的研究一直在进行，使温室大棚机械化和智能化。

本文运用传感器技术和无线通信技术，根据温室大棚作物的影响参数，设计了一种能检测温室内的温度，湿度以及光照强度的监控系统。采用高精度传感器能精确测量各种温室参数以及科学合理的供电模式，杜绝了以往温室监控系统中精度不高的缺点。本系统由传感器几点以及协调器两部分硬件组成，传感器检测到温室参数后将参数发送到协调器，协调器经过分析处理数据后判断数据是否超过阈值，如果超过则打开外部设备：卷帘机、风扇以及滴管设备使得温室环境达到适宜作物生长的环境。无线通信技术采用zigbee技术，选择SZ05-200无线通信芯片，这种芯片抗干扰能力强，传输距离远。温度、湿度以及光照强度传感器选择DS18B20温度传感器、HF3223型传感器以及GY-30光强感应模块这三款传感器皆为数字传感器，抗干扰能力较强，测量精度高。系统的软件包括监控系统界面的设计以及节点软件的设计。监控系统界面运用VB技术设计简洁且利于用户查看数据及控制外接设备，系统软件采用C语言编写，便于系统的成功运行。

经研究表明，zigbee技术是对温室大棚的研究有着重要意义，本设计系统稳定，测量精度高，易于布置和维护，对促进温室的改型有着很大的推动作用。

关键词：温室大棚；传感器；无线通信技术；zigbee

目录

摘要

Abstract

1绪论-1

1.1论文研究的背景和意义-1

1.2国内外研究的现状-2

1.2.1国内外温室研究现状-2

1.2.1国内外WSN技术研究现状-3

1.3论文组织结构-3

2  WSN及zigbee技术介绍-5

2.1 WSN的体系结构-5

2.2 WSN的基本特征-6

2.3 ZigBee技术简介及其特点-7

2.3.1 Zigbee简介-7

2.3.2 Zigbee主要特征-7

2.4 Zigbee的网络结构-8

2.5 Zigbee协议栈-9

2.6本章小结-11

3 WSN温室监控系统硬件电路设计-12

3.1系统工作原理-12

3.2监控系统总体结构设计-13

3.3 WSN的节点框架示意以及硬件选择-13

3.3.1节点框架设计-13

3.3.2电路系统硬件选择-14

3.4传感器节点硬件电路设计-14

3.4.1温度传感器节点设计-14

3.4.2光照传感器节点硬件设计-16

3.4.3湿度传感器节点硬件设计-18

3.4.4电源模块硬件设计-19

3.5协调器设计-22

3.5.1 zigbee无线通信模块设计-22

3.5.2数据处理模块硬件设计-24

3.6外接设备选型-26

3.7 PCB版的制作-27

3.8本章小结-30

4  WSN温室环境监控系统软件设计-31

4.1系统环境开发-31

4.1.1IAR Embedded Workbench-31

4.1.2 SmartRF  FLASEH  Programmer-31

4.1.3 IEEE802.11协议栈-31

4.2 协调器软件设计-32

4.2.1协调器工作流程-32

4.2.2 WSN温室环境监控网络实现-34

4.2.3协调器数据接收-34

4.2.4协调器数据处理-34

4.3传感器节点软件设计-35

4.3.1传感器节点流程图-35

4.3.2传感器节点数据发送-36

4.4监控中心设计-37

4.5本章小结-38

5结论-39

致谢-40

参考文献-41

附录-42