【正文】 點領域方向研究》的“信息與自動化領域研究報告”中，作為該領域提出的五個重大項目之一。無線傳感器目前已經開始逐步走向市場應用和推廣。目前，國外各大半導體公司都推出了各種使用不同應用場合的無線通信解決方案，其中以德州儀器 TI 公司的產品線最為豐富，其 CC 系列射頻芯片包括了收發(fā)器、射頻前端放大、片上系統(tǒng)等，工作頻率覆蓋范圍廣，配套開發(fā)工具和軟件業(yè)非常完善。針對無線傳感器網絡通信協(xié)議的特殊性，康奈爾大學等高校開展了相關研究，先后提出了基于談判類協(xié)議、定向發(fā)布類協(xié)議、能量敏感類協(xié)議、多路徑類協(xié)議，傳播路由類協(xié)議、介質存取控制類協(xié)議、基于集群的協(xié)議、以數據為中心的路由算法等新的通信協(xié)議。南加州大學提出了部屬移動傳感器節(jié)點的方法、節(jié)省能量的計算聚集的樹結構算法等。加州大學伯克利分校提出了基于相關性的數據編碼模式、確定無線傳感器網絡中節(jié)點位置的分布式算法及重構傳感器節(jié)點位置的方法等，并研制了一個基于傳感器網絡的操作系統(tǒng) Tiny OS。從國外的研究現(xiàn)狀看，美國在無線傳感器網絡方面進行了較深入的研究。無線傳感器網絡通常運行在惡劣，甚至危險的工農業(yè)生產環(huán)境中。同時支持手機短信方式進行系統(tǒng)管理和控制，這也是一個非常實用的功能。因此，研究一種基于無線傳感器網絡的棉田信息監(jiān)測系統(tǒng)，將其與棉田滴灌系統(tǒng)相結合可有效控制棉田土壤水分及溫度，并能準確獲知棉花生長過程中必要信息，對提高兵團棉花產量具有重要意義。新節(jié)點可以隨時加入，而不對原有網絡造成影響。因此可綜合利用直接方法與間接方法的優(yōu)勢，同時完成對宏觀異常事件和微觀異常事件的準確、及時檢測，不但大為縮短了微觀事件的檢測時間，還可定性事件的類型。(2)無線通信方式減少了布線的投入，降低了維護和維修的難度，增加了通信的靈活性，無線傳感器網絡節(jié)點的廉價性使得大面積布設監(jiān)測裝置成為可能，大量監(jiān)測點的出現(xiàn)和節(jié)點監(jiān)測區(qū)域的相互交疊使得通信線路存在一定的冗余備份，增加了通信的可靠性 [1]。(1)無線傳感器網絡的自組織特性使得信息獲取系統(tǒng)的組建不需要額外的硬件支持，微型化的無線傳感器網絡節(jié)點更易安裝，不需要進行架設和復雜布線?；跓o線傳感器網絡的棉田信息監(jiān)測系統(tǒng)采用了無線傳輸方式來構建無線傳感器現(xiàn)場監(jiān)測網絡，能夠較好地解決傳統(tǒng)無線數據采集方式存在的問題。 RS485。 ZigBee。本設計正是在這樣一種背景下，探討和研究實現(xiàn)利用無線傳感器網絡（基于 ZigBee 技術）來實現(xiàn)對棉田等農業(yè)生產現(xiàn)場的數據進行采集，利用一些如 CAN 或者 485 之類的現(xiàn)場總線來進行集中傳輸，同時引入了 GPRS 模塊，使得無線傳感器網絡具有了與 Inter中的計算機節(jié)點進行交互通信的能力，還可以通過 B/S 模式的信息管理系統(tǒng)或者手機短信等方式與用戶進行交互。目錄 1 石 河 子 大 學信息科學與技術學院畢業(yè)設計論文課題名稱： 棉田無線傳感器網絡監(jiān)測系統(tǒng)設計學生姓名：學號：學院： 信息科學與技術學院專業(yè)年級： 電子信息工程 2022 級指導教師：職稱：完成日期： 2022 年 6 月 6 日目錄 2 目錄第一章、概述和介紹 ............................................................................................... 4 項目簡介 .......................................................................................................... 4 國內外研究現(xiàn)狀 .............................................................................................. 6 第二章、技術選型及方案設計 ............................................................................... 8 各種備選方案介紹 .......................................................................................... 8 技術方案比較 ................................................................................................ 11 總體實施路線和方案 .................................................................................... 14 第三章、詳細方案設計 ......................................................................................... 15 系統(tǒng)抽象層次結構 ........................................................................................ 15 、控制表示層 ................................................................................................. 16 . PC 端監(jiān)控軟件設計 .............................................................................. 16 ......................................................................................... 19 ....................................................................... 19 ....................................................................... 20 、數據匯聚層 ................................................................................................. 21 ......................................................................................... 21 網關軟件設計 ......................................................................................... 23 、數據感知層 ................................................................................................. 29 ................................................................................. 29 終端節(jié)點軟件設計 ................................................................................. 29 第四章、總結 ......................................................................................................... 33 致謝 ......................................................................................................................... 34 參考文獻 ................................................................................................................. 35 附錄 ......................................................................................................................... 36 手持節(jié)點原理圖及 PCB................................................................................ 36 目錄 3 網關原理圖及其 PCB.................................................................................... 39 無線傳感器網絡節(jié)點原理圖及 PCB............................................................ 43 摘要 2 棉田無線傳感器網絡監(jiān)測系統(tǒng)設計學生:倪明浩 王宇指導教師: 田敏[摘 要]隨著射頻以及集成電路技術的飛速發(fā)展，各種中短距離的無線數據傳輸技術大量涌現(xiàn)，并且日漸成熟，并且在功耗和數據傳輸距離和速率等方面呈現(xiàn)出多樣 化的特點，可以滿足不同場合下的應用要求。在實際生產生活的很多領域中，各種無線數據傳輸技術已經開始普及應用。關鍵詞：無線傳感器網絡；ZigBee；GPRS；CAN 總線；485 總線 摘要 3 Abstract 3 AbstractStudent: NiMingHao WangYuTeacher：TianMin[Abstract] Along with the rapid developments of Radio Frequency and Integrated Circuit Technologies, many different kinds of low or medium range wireless munication technologies e out and mature, some characteristics of these technologies such as power consumption, munication range or data rate are quite different. In many areas of everyday life, these wireless munication technologies has been widely used. This article mainly focuses on wireless munications technologies and its applications in data acquisition and monitoring scenarios, to be more specific ZigBee technology and its application in agricultural automation, and also explores the interconnection between traditional field bus technologies such as CAN or RS485 and ZigBee works. To upload the data packets to those servers on inter, GPRS module is used in the design. The GPRS module provide userconfigurable TCPIP links to the servers in the inter, through which the user data could be uploaded and processed