ZigBee农作物生长环境监测仪设计

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摘要：本文应用无线传感网络和GSM网络，开发了农作物生长环境的农业信息远程监控系统，实现了农业信息远距离采集与实时传输。在深入研究无线传感器网络(WSN)的基础上，结合当前农作物种植的各项关键技术要求,采用低功耗低成本的CC2430芯片作为无线网络的数据处理及通讯单元,利用无线传感器网络对农作物生长进行监测，采集它们在生长周期内的光照、湿度、温度等数据，以便农业人员及时调整农作物的生长生态。56497

毕业论文关键词：传感器，环境监测，无线传感器网络，农业

Abstract: In this paper a new remote monitoring system for agricultural information development of the crop growth environment is introduced by using wireless sensor network and GSM network. The system realized the agricultural information remote data acquisition and real-time transmission. In the research of wireless sensor networks (WSN) based on the key technology, combined with the requirements of the current crop, using CC2430 chip with low power consumption and low cost accomplishes the data processing and communication unit of the wireless network, the monitoring of crop growth is accomplished by using wireless sensor networks. The light exposure，humidity,temperature and other information are collected to provide convenience for agricultural technicians to adjust the crop plantation’s growing conditions.

Key words: sensor,environment monitoring,wireless sensor network,agriculture

1 前言 4

2 无线传感器网络 6

2.1 无线传感器网络体系结构 6

2.2 无线传感器网络特点 6

2.3 无线传感器网络的发展趋势 7

3 ZigBee技术简介 8

3.1 ZigBee的技术特点 8

3.2 ZigBee网络拓扑结构 9

3.3 ZigBee协议栈 10

4 系统总体方案设计 11

4.1 系统总体框架 11

4.2 无线传感网络节点设计 11

4.3 CC2430芯片 12

5 系统硬件设计 15

5.1 数据采集单元 15

5.2 数据处理及通讯模块 18

5.3 电源模块 19

6 系统软件设计 19

结论 22

参考文献 23

致谢 24

1 绪论

1．1 研究背景

由于现代农业的发展必须走规模化生产经营之路，这使农业种植的区域更加集中，规模更大，品种更多，部分野生农作物的培育还必须在野外。这给农业技术人员的种植培育增加了难度。为了使农作物获得增产丰收，必须使农作物长久生长在适宜的环境里，这就要利用监测系统随时采集农作物生长期内的环境参数，与其正常生长所需的环境参数作比对，及时调整环境条件。而传统的监测系统造价昂贵，体积庞大，通常要在监测区域布线，在电源供给困难的区域不易部署，同时在一些人员不能到达的区域也很难进行监测。而且部署一旦完毕就很难再根据新的监测需求灵活改变布局。

随着传感器技术、嵌入式计算技术、通信技术和半导体与微机电系统制造技术的飞速发展，具有感知、计算存储和通信能力的微型传感器开始出现在军事、工业、农业和宇航各个领域[1]。无线传感器网络是集传感器执行器、控制器和通信装置于一体，集传感与驱动控制能力、计算能力、通信能力于一身的资源(计算、存储和能源)受限的嵌入式设备。由这些微型传感器构成的无线传感器网络能够实时监测、感知和采集网络分布区域内的各种监测对象信息，并对这些信息进行处理，传给需要这些信息的用户。传感器网络是集成了监测、控制以及无线通信的网络系统，节点数目庞大，节点分布密集。传感器网络在军事侦察、环境监测和预报、农业生产、医疗健康监护、建筑与家居、工业生产控制、城市交通、空间探索、大型车间和仓库管理、大型工业园区的安全监测等领域有着广阔的应用前景[2]。随着传感器网络的的深入研究和广泛应用，传感器网络将逐渐深入到人类社会生活的各个领域。