基于zigbee的農(nóng)業(yè)灌溉流量監(jiān)測計價系統(tǒng)設計畢業(yè)論文(參考版)
2025-07-17 19:44本頁面
【正文】 此外，還明白了自學是我們自我提高的一個重要途徑與方法。智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)研究，提出了新挑戰(zhàn)，需要我們繼續(xù)認真的學習，研究，探索。而且在有了此次基于ZigBee的農(nóng)業(yè)灌溉流量監(jiān)測計價系統(tǒng)的研究經(jīng)驗后，對于以后研究相關技術的課題設計，會感覺到很順利。ZigBee 無線傳感器網(wǎng)絡技術在這些年來有快速的發(fā)展，近幾年其運用范圍進一步擴大。系統(tǒng)的不足之處：因為受對ZigBee網(wǎng)絡通信技術研究的時間和深度的限制，導致現(xiàn)在的設計有不少不足的地方：對無線信號干擾，無線傳輸加密，等都不是很熟練，僅是對于簡單的Mesh無線網(wǎng)絡進行了探究，這會很大地影響此設計的研究，必須進一步學習。也是目前最適合用于無線灌溉計價系統(tǒng)的無線通信網(wǎng)絡技術。本文的創(chuàng)新點：ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡技術的監(jiān)測計價體系研究，打破了常規(guī)灌溉計費復雜步驟，采用了傳感器和ZigBee后，灌溉計價就能夠逐步地轉變?yōu)橐孕畔⒑蛙浖橹行模构喔扔媰r系統(tǒng)完成了由靜態(tài)到動態(tài)的“人工智能轉化，為提高灌溉效率和灌溉便捷性提供了技術保障。ZigBee系統(tǒng)體系硬件系統(tǒng)的節(jié)點制作和完成。結論這個設計講述了基于ZigBee的農(nóng)業(yè)灌溉流量監(jiān)測計價體系的策劃與完成方法，以ZigBee無線技術為核心，結合傳感器技術，非接觸式IC卡技術和自動化技術，設計實現(xiàn)了通過采集農(nóng)田灌溉用水流量數(shù)據(jù)，由ZigBee無線網(wǎng)絡連將流量數(shù)據(jù)發(fā)送到中心節(jié)點處理器，由處理器對IC卡讀寫器進行控制讀寫操作。 網(wǎng)絡連接測試實驗上面的檢測實驗可以看出，體系只是實現(xiàn)了ZigBee網(wǎng)絡的通信和對遠程數(shù)據(jù)的接收功能的檢測，但是體系功能總體上可以達到設計要求。使用鍵盤進行終端設備網(wǎng)絡的斷開，應使用鍵盤掃描函數(shù)。中心節(jié)點在設備初始化以后即自動的建立網(wǎng)絡、并進行檢測，同意流量傳感器節(jié)點加入網(wǎng)絡。該系統(tǒng)的軟件平臺主要由IAR Embedded Wordbench，ZigBee協(xié)議棧和其它若干仿真軟件構成。但為了使系統(tǒng)達到設計要求，應該進行驗證系統(tǒng)的操作[11]。中心節(jié)點處理器接收到傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)處理后發(fā)送指令到讀寫器，實現(xiàn)對IC卡的刷卡計費。然后對網(wǎng)絡進行監(jiān)聽，在接到進網(wǎng)要求以后，對傳感器節(jié)點進行入網(wǎng)信息確認，從而建立起網(wǎng)絡的連接。同時還要向讀寫器發(fā)送讀寫命令。，CC2430的程序編寫如下：初始化IIC總線，初始化SHT11，等待接受數(shù)據(jù)，接受數(shù)據(jù)并暫存，數(shù)據(jù)接受完后發(fā)送數(shù)據(jù)到中心節(jié)點。數(shù)據(jù)傳遞應用簡單的異或校驗，如果信息檢驗發(fā)生錯誤，會將該信息丟掉，并不進行信息糾錯。節(jié)點所傳送的信息形式包含幀頭、目標位置、數(shù)據(jù)信息多少、數(shù)據(jù)信息內(nèi)容及校正檢驗位。在ZigBee無線傳感儀器體系中。采集到的信息由終端節(jié)點傳遞到中心節(jié)點。這有諸多優(yōu)點：具有較高效率的程序代碼，能夠方便快捷的對系統(tǒng)進行升級維護，其代碼能夠方便的跨平臺移植 [10]。便于用戶方便快捷的對農(nóng)田進行灌溉。(2)該系統(tǒng)具有較強的自我組織，自我修復能力，系統(tǒng)自我組織能力：不用人為干涉，某一節(jié)點可以自動識別位于同一系統(tǒng)的其他節(jié)點并進行連接，形成一個整體的網(wǎng)絡；系統(tǒng)自我修復能力：加入或者去掉其中某一節(jié)點，或者某一節(jié)點的位置發(fā)生變動，網(wǎng)絡能夠自動進行自我修復，而且自動對網(wǎng)絡結構進行對應的改變，不用人為對其干涉，使整個系統(tǒng)繼續(xù)正常運行。 CC2430模塊設計原理圖，每一個流量傳感器都與一個低成本的ZigBee終端節(jié)點相連接，用于采集各個水管的流量信息，農(nóng)田內(nèi)能夠根據(jù)距離的不同來構建ZigBee路由節(jié)點，一起構成ZigBee無線網(wǎng)絡環(huán)境，各個終端節(jié)點把收集到的流量數(shù)據(jù)信息上傳到ZigBce中心節(jié)點，這一網(wǎng)絡的包括廣度可以很大的擴充，并且不需要進行網(wǎng)絡的規(guī)劃、很少需要維修，這一網(wǎng)絡可以根據(jù)不同的建網(wǎng)要求進行網(wǎng)絡結構的不同設計[8] 。該系統(tǒng)通過置于田間的流量傳感器實現(xiàn)農(nóng)田信息的采集工作，信息傳輸模塊將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行墓?jié)點，由中心節(jié)點處理器處理信息并控制讀寫器對IC刷卡計費，全過程為自動處理，用戶只需刷IC卡即可實現(xiàn)灌溉取水[7]。刷卡計費：非接觸型IC卡讀寫器與中心節(jié)點處理器連接，根據(jù)用水流量對IC卡進行刷卡計費。數(shù)據(jù)通信：把傳感器節(jié)點測到的數(shù)據(jù)經(jīng)過多跳傳遞經(jīng)ZigBee傳感器網(wǎng)絡發(fā)送到中心節(jié)。本系統(tǒng)是一個自動化的刷卡計費系統(tǒng)，采用刷卡計費的方式實現(xiàn)對農(nóng)田灌溉方便快捷的管理，這個系統(tǒng)具備很好的實用性能和便捷性能，在農(nóng)業(yè)智能化中擁有廣泛的應用前景[6]。著重對數(shù)據(jù)采集模塊的硬件電路、中心節(jié)點電路和外圍電源模塊電路進行了設計[5]。 中心節(jié)點結構框圖三．外圍模塊硬件結構外部的模塊主要有電源構成，負責對整個體系的供電。 硬件結構設計一．網(wǎng)絡節(jié)點硬件結構基于CC2430的ZigBee技術的片內(nèi)資源豐富，功能強大，無論是位于處理器位置的中心節(jié)點還是位于農(nóng)田內(nèi)的傳感器節(jié)點，他們硬件的組成都很簡單，方便。P0、P1 引腳是八位，P2 引腳具有五位可使用。在CC2420芯片的基礎上設計的CC2430芯片，集合成了ZigBee 射頻端、內(nèi)部存儲器和微小控制處理器是在一個處理芯片內(nèi)。頻率合成器是整合在板子上的，能夠除去外部振蕩器和濾波器。輸入和輸出接口是獨立的，他們有兩種常見的引腳。通過基帶信號的D / A轉換器調制，然后通過單邊帶調制器的低通濾波器和直接轉換為射頻信
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