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基于zigbee協(xié)議的溫室遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)-資料下載頁

2025-07-14 19:32本頁面
  

【正文】 AB=0}void UARTl_Init(void){uintl6 Fdiv。U1LCR=0x83。 //DLAB(始能對除數(shù)鎖存的訪問)=l,8位數(shù)據(jù)位,1位停止位,無奇偶校驗(yàn)Fdiv=(Fpclk/ 16)/115200。U1DLM=Fdiv/256。U1DLL=Fdiv%256。U1LCR=Ox03。 //DLAB=0)void UARTO_SendByte(uint8 data){UOTHR=data。while((UOLSR&Ox40)==0)。 //等待數(shù)據(jù)發(fā)送完畢)void UARTl_sendByte(uint8 data){U1THR=data。while((U1LSR&Ox40)==0)。 //等待數(shù)據(jù)發(fā)送完畢}void ISendStr(char*str){while(1){if(*str==’\0’)break。//結(jié)束字符UARTO_SendByte(*str++)。)}void ISendStr_UARTl(char*str){while(1){if(*str==’\O’)break。//結(jié)束字符UARTl_SendByte(*str++)。}}void GPRS_INITIALIZE(char*str){while(1){if(*str==’\0’){ UARTl_SendByte(*str)。Break。 //結(jié)束字符}UARTl_SendByte(*str++)。))void UARTO_ReceiveByte(){while((UOLSRamp。Ox01)==O)。//UORBR 包含有效數(shù)據(jù)data=UORBR。)void UARTl_ReceiveByte(){while((U1LSRamp。Ox01)==0)。//UORBR 包含有效數(shù)據(jù)data=U1RBR。 )void UARTO_RceciveSentence(char*str){while(1){UARTO_ReceiveByte 0。*str++=data。if(data==’\O’) break。if(data==’Z’) break。)} 網(wǎng)關(guān)軟件設(shè)計(jì)網(wǎng)關(guān)軟件程序流程如圖 47 所示。S3C2440 通過 I/O 端口觸發(fā) CC2430,使其無線發(fā)送相應(yīng)的指令,遠(yuǎn)程控制傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。采集到的數(shù)據(jù)通過 UART 串口傳回 S3C2440 并上傳至嵌入式 BOA 服務(wù)器。用戶通過 IE 瀏覽器就可以實(shí)時采集到相應(yīng)的環(huán)境信息。傳感節(jié)點(diǎn)采集到的數(shù)據(jù)最終將上傳至嵌入式 BOA 服務(wù)器上,用戶可通過 IE 瀏覽器訪問服務(wù)器 IP 地址來監(jiān)測溫室的環(huán)境信息。S3C240 初始化開始 開始等待瀏覽器發(fā)出命令開始通過 I/O 觸發(fā) CC2430芯片并發(fā)送相應(yīng)指令等待 CC2430芯片傳回?cái)?shù)據(jù)將數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器數(shù)據(jù)在瀏覽器上顯示CC2430 初始化建立 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)等待 I/O 觸發(fā)相應(yīng)指令向傳感器節(jié)點(diǎn)無線發(fā)送相應(yīng)指令有數(shù)據(jù)傳回?通過串口發(fā)送至 S3C2440CC2430 初始化加入 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)等待接收無線發(fā)送的相應(yīng)指令執(zhí)行相應(yīng)傳感器數(shù)據(jù)采集程序無線發(fā)送采集到的數(shù)據(jù)NY圖 47 網(wǎng)關(guān)軟件程序流程圖傳感節(jié)點(diǎn)采集到的數(shù)據(jù)最終將上傳至嵌入式 BOA 服務(wù)器上,用戶可通過 IE 瀏覽器訪問服務(wù)器 IP 地址來查看溫室的環(huán)境信息,對溫室的環(huán)境進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控,其監(jiān)測網(wǎng)頁如圖 48 所示:圖 48 監(jiān)測網(wǎng)頁5. 系統(tǒng)測試 測試設(shè)備1. 數(shù)據(jù)線與模塊:RS232 串口線(9 針,用于 GPRS 模塊與 PC 機(jī)/ZigBee 模塊連接) ,ZigBee 節(jié)點(diǎn)(3 個以上) 。2. GPRS 模塊(一個) 。3. 移動終端支持 GPRS 功能的手機(jī)一部。4. 普通溫度計(jì)一個。 系統(tǒng)測試方案 ZigBee 節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)測試節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)測試主要用終端節(jié)點(diǎn),路由節(jié)點(diǎn),協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)三者之間組成無線傳感網(wǎng)絡(luò)。這三種節(jié)點(diǎn)下載好程序后,用串口線將協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)與 PC 機(jī)相連,同時保持終端節(jié)點(diǎn)、路由器節(jié)點(diǎn)和協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)之間的距離不超過 10m。各個節(jié)點(diǎn)上電復(fù)位后,完成各自的自檢功能后,自動建立網(wǎng)絡(luò),其余的終端節(jié)點(diǎn)自動找到中心節(jié)點(diǎn)并申請入網(wǎng)??刂浦行墓?jié)點(diǎn)向終端節(jié)點(diǎn)發(fā)送網(wǎng)絡(luò)參數(shù),終端節(jié)點(diǎn)保存參數(shù)并加入網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)終端節(jié)點(diǎn)由于距離干擾不能直接與中心節(jié)點(diǎn)通信時,會自動向周圍中心節(jié)點(diǎn)廣播自身信息,通過評價周圍節(jié)點(diǎn)到中心節(jié)點(diǎn)的路由信息來決定使用哪個節(jié)點(diǎn)作為自身的父節(jié)點(diǎn)(增強(qiáng)型中心節(jié)點(diǎn)) ,從而完成入網(wǎng)過程。最后打開串口測試助手在 PC 機(jī)上查看數(shù)據(jù)是否正常。 GPRS 測試將 GPRS 模塊用串口線和 PC 機(jī)相連后,在 PC 機(jī)上打開開始\程序\ 附件\通訊\ 超級終端,然后設(shè)置串口號、波特率,通過發(fā)送 AT 指令進(jìn)行短信收發(fā)測試,通過手機(jī)接收到的短信內(nèi)容判斷 GPRS 的通訊是否正常。 模塊實(shí)物測試將 GPRS 模塊用串口線和 PC 機(jī)相連后,通過手機(jī)接收到的短信內(nèi)容判斷 GPRS 的通訊是否正常。 模塊測試界面及數(shù)據(jù)輸入 AT+CMGF=1CR 設(shè)置短信格式,0 為 PDU 格式短信,可支持中文及所有Unicode 碼格式;1 為 TEXT 格式,只能支持英數(shù)格式短信收發(fā);返回值 OK;輸入 AT+CMGS=13659400843CR HELLO!ctrl+z 向卡號為 13659400843 的 SIM 發(fā)送 SMS 短信,短信內(nèi)容為HELLO!返回值 +CMGS:255OK( 255 表示此條短信為本卡所成功發(fā)送的第 255 條短信) ;Ring 表示向目標(biāo)卡打電話。+CL IP:13659400843 ,161....0。 結(jié)果分析 測試數(shù)據(jù)通過發(fā)送到手機(jī)上的短信數(shù)據(jù)與溫度計(jì)測量的數(shù)據(jù)比對,表明系統(tǒng)性能穩(wěn)定,結(jié)果如下表所示:表 51地址 溫度計(jì)測量數(shù)值 手機(jī)短信數(shù)據(jù)0x1699 29176。C(經(jīng)加溫) 0x001D 176。C(十進(jìn)制 29176。C)0x169A 23 176。C 0x0017 176。C(十進(jìn)制 23176。C)表 52地址 溫度計(jì)測量數(shù)值 手機(jī)短信數(shù)據(jù)0x1699 23 176。C 0x0017 176。C(十進(jìn)制 23176。C)0x169A 23176。C 0x0016176。C(十進(jìn)制 22176。C)表 53地址 溫度計(jì)測量數(shù)值 手機(jī)短信數(shù)據(jù)0x1699 23 176。C 23 176。C0x169A 23176。C 22176。C兩個終端節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)成功,它們的物理地址分別為 0x1699 和 0x169A。采集到的溫度分別為 0x001D176。C(十進(jìn)制數(shù)為 29176。C)和 0x0017176。C(十進(jìn)制數(shù)為 23176。C) 。注:0x001D176。C(十進(jìn)制數(shù)為 29176。C)為加溫后測試的溫度。 短信報警數(shù)據(jù)圖 51 短信報警數(shù)據(jù)本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的環(huán)境預(yù)警溫度閾值為 61176。C,如果環(huán)境溫度達(dá)到閾值就會向手機(jī)發(fā)送短信報警,并且會顯示溫度達(dá)到閾值的地址,以便管理人員及時采取預(yù)防措施。 實(shí)現(xiàn)功能1)通過 ZigBee 節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)測試,無線傳感網(wǎng)絡(luò)的各節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)成功并能正常通信。2)通過 GPRS 模塊測試,表明 GPRS 模塊通信正常,可實(shí)現(xiàn)發(fā)送短信和打電話。3)通過 ZigBee 與 GPRS 之間的聯(lián)合調(diào)試,實(shí)現(xiàn)了終端節(jié)點(diǎn)采集溫度并由 GPRS 模塊發(fā)送采集數(shù)據(jù)到手機(jī),實(shí)現(xiàn)溫室遠(yuǎn)程監(jiān)控的功能。4)通過傳感器節(jié)點(diǎn)控制,實(shí)現(xiàn)了溫室的遠(yuǎn)程控制功能。6. 展 望本文所開發(fā)設(shè)計(jì)的溫室無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,符合實(shí)際應(yīng)用和市場的需求,還需要做很多的工作。以下提出了對系統(tǒng)的改進(jìn)完善的建議,希望能夠?qū)σ院蟮拈_發(fā)工作有所好處:1) 傳感器自身也有能量消耗,如何研發(fā)出精度高、造價低、耗能少的傳感器也是制約無線傳感網(wǎng)絡(luò)在農(nóng)業(yè)中大規(guī)模推廣的重要因素之一。2) 目前所開發(fā)應(yīng)用的設(shè)備,具有塑料外殼,但它的防水、防干擾、散熱能力尚需進(jìn)一步研發(fā)。3) 傳感器的耗電如果采用太陽能供電,則該節(jié)點(diǎn)的壽命可以大大延長,甚至可以給整個節(jié)點(diǎn)的供電電路提供能源,再加上電池的儲電功能,則節(jié)點(diǎn)可以在更為惡劣的環(huán)境中應(yīng)用,它的應(yīng)用面就可以更廣。4) 可以將人工智能原理應(yīng)用于無線傳感網(wǎng)絡(luò),讓它擁有自我學(xué)習(xí)的能力,每經(jīng)過一段時間自發(fā)的更新其規(guī)則庫,使得設(shè)定的規(guī)則更適合溫室養(yǎng)殖。結(jié) 論本文簡要介紹了基于 ZigBee 協(xié)議遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的基本原理、系統(tǒng)開發(fā)主要流程、以及應(yīng)用檢驗(yàn)效果。利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的分布式特點(diǎn),大幅度提高了系統(tǒng)在移動性、便捷性、組網(wǎng)靈活性等方面的綜合功能,在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用會有很好的發(fā)展前景。通過研究和應(yīng)用也表明,無線通信與有線通信相比,帶來許多優(yōu)點(diǎn)的同時,也應(yīng)注意其在信號抗干擾、抗屏蔽、抗衰減性等方面存在的先天不足。基于 ZigBee 的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)使用的是一種低功耗近距離的通信技術(shù),因信號相對較弱,因此在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時,要充分考慮到在環(huán)境復(fù)雜、障礙物較多時網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的有效通信距離等問題。為盡可能避免因通信造成的數(shù)據(jù)丟失,在軟件設(shè)計(jì)上應(yīng)增加傳感器節(jié)點(diǎn)的采集頻率,并延長向匯聚節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)的周期,以此減少數(shù)據(jù)丟包率。當(dāng)有很強(qiáng)外界干擾的情況下,信息傳輸錯誤會時有發(fā)生,這時可以通過數(shù)據(jù)融合技術(shù),如增加采集頻次,濾掉最大值和最小值求取其平均等方法,降低誤碼發(fā)生率。溫室內(nèi)部遮擋物(如作物、其他設(shè)備等)的密度、無線收發(fā)天線擺放位置均會有一定的影響。對于無線通信系統(tǒng)來說,來自外部干擾是不可避免的,只是程度大小不同而已,所以系統(tǒng)安裝時要考慮周邊其他電磁信號的干擾因素,并盡量減少或排除干擾的影響。致 謝經(jīng)過數(shù)周的忙碌和工作,本次畢業(yè)論文已經(jīng)接近尾聲,由于水平有限,難免有許多考慮不周全的地方,如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo),以及一起工作的同學(xué)們的支持,想要完成這個設(shè)計(jì)是難以想象的。在這里首先要感謝我的指導(dǎo)師李祥林老師,在學(xué)業(yè)上的精心指導(dǎo),在生活上的熱情關(guān)懷。李祥林老師平日里工作繁多,但在我從開題到論文的成文和修改的整個過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。他不僅傳授理論知識和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),而且他勤奮嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)作風(fēng)、誨人不倦的教學(xué)態(tài)度、高度的責(zé)任感,使我們不僅學(xué)到了知識,而且學(xué)會了做人,受益終生。我會謹(jǐn)記導(dǎo)師的教誨,在以后的工作中,努力用自己的所學(xué)回報社會。最后要感謝在整個論文寫作過程中幫助過我的每一位人。在學(xué)習(xí)和生活中給予了我無私的幫助,這里向他們表示我深深的謝意。參考文獻(xiàn)[1] 李小珉,趙志宏,.電子測量技術(shù),2022(5)..[2] 顧瑞紅,張宏科.基于ZigBee的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及其應(yīng)用[J].電子技術(shù)應(yīng)用,2022.[3] 金純,蔣小宇,羅祖秋.ZigBee 與藍(lán)牙的分析與比較[J].信息技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化,2022.[4] 王秀梅,劉乃安,利用2.4GHz射頻芯片CC2420實(shí)現(xiàn)ZigBee無線通信設(shè)計(jì)[J].國外電子元器件,2022.[5] 史開泉,崔玉泉.變異S一粗集與它的變異結(jié)構(gòu)[J].山東大學(xué)學(xué)報:理學(xué)版,2022,39(5):52—57.[6] 周立功等.ARM 微控制器基礎(chǔ)與實(shí)戰(zhàn),北京航空航天大學(xué)出版社,2022年.[7] 李駒光等編,AMR 應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)詳解:基于 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