您的位置: turnitin查重官网> 工程 >> 电子通信工程 >传感器基于无线传感器网络人工气候室监控系统和实现

传感器基于无线传感器网络人工气候室监控系统和实现

收藏本文 2024-01-31 点赞:5437 浏览:12645 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:随着我国现代农业科技的进展,人工气候室作为一种可控环境实验室,越来越多的运用于作物培育、良种选育等领域,而对小气候要素的高精度、实时数据采集也显得越来越重要。针对传统人工气候室数据采集系统的布线复杂、维护不便等缺陷,本论文提出了一种基于无线传感器网络的人工气候室监控系统实现案例,该系统可以方便地实现温度、湿度、光照、风速、雨量等气候要素的无线监测和调节。本设计的目的是以人工气候室内部获取当前环境参数,并对其进行调节制约,故构建了一个无线传感器网络WSN(Wireless Sensor Network),首先将无线传感器节点放置于人工气候室内,通过小范围的无线传感网络将各类环境参数采集出来;其次,主制约器对以无线传感器网络传送过来的环境参数信息进行相应的处理,并将这些信息通过串口的Modbus协议传送至上位机人机界面HMI,Modbus协议是一种主以通信协议,主制约器发送数据给人机界面的同时接收人机界面的制约命令,主制约器通过对这些制约命令的处理,以而制约继电器的输出,打开相应的现场调控设备,达到对人工气候室内环境因素的有效调节;上位机人机界面显示人工气候室内各环境参数的变化情况,发出参数制约命令至主制约器,同时通过局域网与远程制约端连接,达到远程制约的目的。本课题将ZigBee无线传感技术、远程制约技术以及ARM技术相结合,以嵌入式微处理器为核心建立了一个集无线数据采集、现场调控以及远程制约的网络平台。本课题最后对整个人工气候室监控系统进行了测试,测试表明本系统实现了预期的各项功能,解决了布线复杂、维护不便的缺陷,并且用户可以通过远程制约的方式实时监控现场,具有广阔的市场前景和运用推广价值。关键词:人工气候室论文无线传感器网络论文远程监控论文Modbus协议论文

    摘要4-5

    Abstract5-8

    专用术语注释表8-9

    第一章 绪论9-14

    1.1 人工气候室的进展及运用9-10

    1.2 无线传感器网络综述10-11

    1.3 课题探讨内容及作用11-12

    1.4 本论文结构与章节安排12-14

    第二章 无线传感器网络协议架构14-21

    2.1 ZigBee 技术特点14-15

    2.2 ZigBee 协议栈结构15-19

    2.2.1 物理层16-17

    2.2.2 MAC 层17

    2.2.3 网络层17-18

    2.2.4 运用层18-19

    2.3 ZigBee 设备类型19

    2.4 ZigBee 网络拓扑结构19-20

    2.5 本章小结20-21

    第三章 系统设计需求与案例21-25

    3.1 系统设计需求21-22

    3.2 系统设计案例22-25

    第四章 人工气候室监控系统的硬件设计25-37

    4.1 无线传感器网络硬件模块设计25-32

    4.1.1 传感器采集节点的硬件设计25-32

    4.1.2 协调器硬件设计32

    4.2 主制约器模块32-36

    4.2.1 主制约器芯片32-34

    4.2.2 串口通信模块34-35

    4.2.3 继电器制约电路35-36

    4.3 电源模块36

    4.4 本章小结36-37

    第五章 人工气候室监控系统的软件设计37-61

    5.1 软件开发环境37-39

    5.2 Z-Stack200739-40

    5.3 无线传感网络软件设计40-48

    5.3.1 协调器程序设计40-42

    5.3.2 传感器采集节点程序设计42-48

    5.4 主制约器的数据处理程序设计48-54

    5.4.1 监控系统的数据处理算法48-49

    5.4.2 Modbus 通信协议49-52

    5.4.3 下位机的输出制约52-54

    5.5 上位机人机界面的设计54-60

    5.5.1 项目的建立56-57

    5.5.2 画面的生成57-59

    5.5.3 变量的生成59-60

    5.5.4 人机界面的功能60

    5.6 本章小结60-61

    第六章 系统功能测试61-68

    6.1 无线传感网络测试61-62

    6.1.1 采集节点测试61-62

    6.1.2 协调器测试62

    6.2 上位机人机界面测试结果62-65

    6.3 现场历史数据浅析65-67

    6.4 本章小结67-68

    第七章 总结与展望68-70

copyright 2003-2024 Copyright©2020 Powered by 网络信息技术有限公司 备案号: 粤2017400971号