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正文內(nèi)容

基于zigbee的農(nóng)業(yè)灌溉流量監(jiān)測計價系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文(參考版)

2025-07-06 07:19本頁面
  

【正文】 。 這個設(shè)計 讓我學到 了很多 有用的 東西 , 明白 了 一個工科的學生一定要有 扎實的 基礎(chǔ) , 同時 也是我 對培養(yǎng)和加強創(chuàng)新能力的 開始 引起高度的重視, 明白 只學會書本上的知識 是 不行的 。 進一步 研究內(nèi)容 : 現(xiàn)階段,因為 受 到傳感器發(fā)展和技術(shù)上的限制,設(shè)計中的 “ 農(nóng)業(yè)灌溉流量監(jiān)測計價系統(tǒng) ’’還不 是完全意義上的 智能 農(nóng)業(yè) 系統(tǒng), 農(nóng)業(yè)灌溉流量監(jiān)測計價系統(tǒng)只是數(shù)字農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的一部分, 真正 意義上 的農(nóng)業(yè)智能系統(tǒng),它不僅包括 灌溉流量監(jiān)測計價系統(tǒng) ,還包括有 智能灌溉 , 自動施肥 , 智能防災(zāi)害 , 除草等多種智能系統(tǒng),是一個 統(tǒng)一 的 智能 化 農(nóng)業(yè)系統(tǒng)。 所以 本 設(shè)計 對于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究有 非常深遠 的意義, 可以在日后的 探討和研究 中發(fā)揮重要作用。 相信 隨著 農(nóng)業(yè)自動化的發(fā)展 需要,對 ZigBee 學習,以后在 ZigBee 無線通信 技術(shù)上會 取得更大的收獲 。 低 消耗 、低 費用 、 自成 網(wǎng)、應(yīng)用簡單等是 ZigBee 的優(yōu)點,使其 逐 步 成為無線 通信技術(shù)的 標準 技術(shù) , 在全球的市場應(yīng)用中將會 越來越廣闊。 ZigBee 作為 全球 新出現(xiàn)的無線通信技術(shù),以其自身的 特點 ,被廣泛 運用 于工農(nóng)業(yè)自動化 的每一個角落 。 完成了 農(nóng)業(yè)灌溉流量監(jiān)測計價 系統(tǒng)通信系統(tǒng)的軟件、硬件設(shè)計,實現(xiàn)了傳感器采集的數(shù)據(jù)經(jīng) ZigBee 網(wǎng)絡(luò) 傳遞進 中心節(jié)點 。 設(shè)計 完成的 任務(wù)及成果 : 完成了數(shù)據(jù) 信息接收 、數(shù)據(jù) 信息 傳輸、數(shù)據(jù) 信息 通信、 IC 刷卡的體系整體策劃 。 系統(tǒng)不足之處在于 由于本設(shè)計軟硬件均需 個人 來設(shè)計 , 任務(wù)量 較大, 導致系統(tǒng)中用到的很多 軟、硬件功能模塊 的設(shè)計都不能非常完美 ,所以最終的測試處于小范 圍 和有限的功能模塊的測試, 僅是 完成了 對系統(tǒng) 基本功能 的測試。原程序如下: Unsignedcharkeyscan(void) { Unsignedcharkey=0; If(!Keyl) { while(!Keyl); key=l; } If(!Key2) { while(!Key2); key=2; } Return key; } 網(wǎng)絡(luò)加入連接的測試實驗顯示如圖 。當按 下控制按鈕“ SW2’’以后,傳感器節(jié)點即斷開網(wǎng)絡(luò)連接,在軟件窗口中會出現(xiàn)“ Unhanded primitive”的提示。 測試 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)的加入和斷開問題是網(wǎng)絡(luò)實驗測試的目的。 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(gòu)成。但為了使系統(tǒng)達到設(shè)計要求, 應(yīng)該進行驗證系統(tǒng)的操作 [11]。中心節(jié)點程序 流程圖如圖 。 此外中心節(jié)點對入網(wǎng) 的 傳感器 節(jié)點 物理地址 與已 經(jīng) 儲存的 節(jié)點物理 地址 做 比較, 檢驗有沒有未接入網(wǎng)絡(luò)的傳感器節(jié)點 。中心 節(jié)點在 加 電 進行 初始化 以 后, 第一步 要 進行網(wǎng)絡(luò)建立 。 圖 通信程序流程圖 部分 ,主要用于 結(jié)點間 網(wǎng)絡(luò) 環(huán)境的建立 。 SHT11 與 CC2430 之間使用 IIC 總線串口通信形式, 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(yīng)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(luò);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(luò) 能夠 自動進行自我修復,而且自動 對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行 對應(yīng)的改變 , 不用人為對其干涉 , 使 整個系統(tǒng) 繼續(xù)正常運行 。 IC讀寫器根據(jù)中心節(jié)點處理器的指令實現(xiàn)對非接觸式 IC卡的刷卡計費。 圖 CC2430 模塊設(shè)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(gòu)建 ZigBee 路由節(jié)點,一起構(gòu)成 ZigBee 無線網(wǎng)絡(luò)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(luò)的 包括廣度 可以 很大的擴充 ,并且不需要進行網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃、很少需要維修,這一網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)不同的建網(wǎng)要求進行網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的不同設(shè)計 [8] ,如圖 。 CC2430 處理儀器和位于田間的流量傳感儀器組成,這個模塊的作用是實時接收灌溉區(qū)域各個流量傳感儀器所測信息,并且是經(jīng)過 ZigBee 無線網(wǎng)傳遞到中央節(jié)點的處理單元。 系統(tǒng)模塊設(shè)計 基于 ZigBee 的農(nóng)業(yè)灌溉流量監(jiān)測計價 系統(tǒng)包含 田 地信息收集 模塊,數(shù)據(jù)通信 模塊,數(shù)據(jù)處理模塊和刷卡計費模塊等組成。 數(shù)據(jù)處理:中心節(jié)點處理器收集傳來的數(shù)據(jù)并進行分析處理。 系統(tǒng)功能 : 數(shù)據(jù)采集:通過 ZigBee 傳感器 體系得到 田 地灌溉 用水流量信息。 方案和模塊設(shè)計 系統(tǒng)方案設(shè)計 首先在灌溉區(qū)域用 CC2430 架設(shè)出無線 Mesh 網(wǎng),每一個 CC2430 連接一個流量傳感器,以便傳感器節(jié)點將采集到的流量信息通過 Mesh 傳送到中心節(jié)點,從而實現(xiàn)以流量為基準的刷卡計費。 圖 外部 模塊結(jié)構(gòu)框圖 本章介紹了系統(tǒng)總體硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計,基于模塊化的思想,系統(tǒng)硬件設(shè)計的各個模塊關(guān)系, 展示了 各自的硬件原理圖,并說明了各部分的作用及硬件模塊工作原理。
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