【正文】 ，容易受環(huán)境影響氧化或腐化而受損，維修不及時(shí)，就會(huì)造成數(shù)據(jù)的丟失，無(wú)法獲得最新數(shù)據(jù)，況且監(jiān)測(cè)范圍廣大，放置設(shè)備時(shí)需要準(zhǔn)確確定位置，否則就會(huì)出現(xiàn)監(jiān)測(cè)漏洞，局部的數(shù)據(jù)自然無(wú)法代表整體，打個(gè)比方，要是調(diào)查全國(guó)男人的身高，僅僅調(diào)查黑龍江男性的身高并不能代表全中國(guó)一樣，這樣的結(jié)論太過(guò)狹隘，沒(méi)有論證力度[2]；監(jiān)測(cè)環(huán)境發(fā)生突變時(shí)，不能及時(shí)改變?cè)O(shè)備參數(shù)，系統(tǒng)穩(wěn)定性差；設(shè)備容易損壞，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)無(wú)法發(fā)送到監(jiān)測(cè)終端，容錯(cuò)性差。III目 錄摘 要 IAbstract II第1章 緒論 1 選題背景和意義 1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2 本文內(nèi)容及安排 3第2章 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案和核心技術(shù) 5 系統(tǒng)功能要求及應(yīng)用環(huán)境 5 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想 5 總體設(shè)計(jì)方案構(gòu)成 6 系統(tǒng)最終實(shí)現(xiàn)目標(biāo) 7 硬件選取 7 無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊選取 7 溫濕度傳感器選取 8 二氧化碳傳感器選取 8 光照強(qiáng)度傳感器選取 9 WIFI模塊選取 10 本章小結(jié) 10第3章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 11 硬件整體設(shè)計(jì) 11 基于CC2530的監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì) 11 終端節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 12 Zigbee模塊電路原理 12 協(xié)調(diào)器電路原理 13 終端節(jié)點(diǎn)電路設(shè)計(jì) 14 電源模塊設(shè)計(jì) 15 視頻模塊設(shè)計(jì) 15 WIFI與視頻連接電路設(shè)計(jì) 15 WIFI模塊外圍電路設(shè)計(jì) 16 本章小結(jié) 17第4章 軟件設(shè)計(jì) 18 軟件環(huán)境及使用語(yǔ)言 18 監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)程序設(shè)計(jì) 18 傳感器模塊程序設(shè)計(jì) 20 接收數(shù)據(jù)模塊程序設(shè)計(jì) 21 上位機(jī)設(shè)計(jì) 22 上位機(jī)軟件和語(yǔ)言 22 上位機(jī)模塊設(shè)計(jì) 23 本章小結(jié) 25第5章 系統(tǒng)調(diào)試 27 硬件模塊調(diào)試 27 DHT11調(diào)試 27 MG811和BH1750調(diào)試 27 攝像頭調(diào)試 28 軟件調(diào)試 29 IAR調(diào)試 29 上位機(jī)軟件調(diào)試 30 視頻調(diào)試 31 本章小結(jié) 31結(jié)論 33參考文獻(xiàn) 34附錄一 40附錄二 56致謝 56第1章 緒論 選題背景和意義中國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，耕地面積也超過(guò)世界許多國(guó)家，受分布零散、環(huán)境惡劣、病蟲(chóng)害等因素影響，本來(lái)顯著的優(yōu)勢(shì)并沒(méi)有得以體現(xiàn)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展匱乏，致使中國(guó)的農(nóng)業(yè)發(fā)展前景黯淡，但是科學(xué)技術(shù)的騰飛，帶動(dòng)著各行各業(yè)向前邁進(jìn)一大步，很多發(fā)達(dá)國(guó)家把科學(xué)這個(gè)新助力注入到其他產(chǎn)業(yè)，取得的效果非常明顯，受到這種啟發(fā)，我國(guó)也漸漸的將眼光轉(zhuǎn)向科技與各產(chǎn)業(yè)融合，完美的實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)多元化。 coordinator。 largescale, difficult to manage and so on. The design is based on wireless sensor network technology can not only collect according to the requirements of agricultural environmental parameters, but also the use of video technology to collect the image information environment, so that not only the agricultural environment parameters obtained from the data analysis, more intuitive observation by image farmland environmentoriented designed to provide a more reliable basis.The integration of software and hardware design, hardware for wireless transmission, select the Zigbee module and Wifi module, Zigbee module is mainly responsible for the data transmission of the sensor, Wifi responsible for the transmission of video, because you need to collect temperature, humidity, carbon dioxide concentration and light intensity, it is more a more after the kind of sensor, temperature and humidity sensor selection DHT11, carbon dioxide sensors MG811, the light intensity sensors BH1750. Sensors monitor node is simple sensor to collect data to the coordinator after Zigbee module, by the coordinator in the transmission to the host puter can be. Another part of Wifi module transmission camera to capture the video, the video transmission to the host puter, monitor crops if there are pests and diseases, or whether someone breaks the like. Altium designer software involves the design of hardware circuit, the host machine selects Visual Studio 2013, the programming language C , PC machines connected to data storage, analysis, if beyond the scope set alarm function will automatically truly remote monitoring functions.Keywords: environmental monitoring system。關(guān)鍵詞：環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)；傳感器；協(xié)調(diào)器； IIIAbstractAs we all know, the wireless sensor technology has bee a major agricultural technology for environmental monitoring, through the technology to solve the many problems of traditional agriculture environmental monitoring, such as: equipment range, difficult maintenance。另一部分采用Wifi模塊傳輸攝像頭采集的視頻，將視頻傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，監(jiān)測(cè)農(nóng)作物是否有病蟲(chóng)害，或者是否有人侵入等。本設(shè)計(jì)融合軟件和硬件，對(duì)于無(wú)線(xiàn)傳輸硬件，選擇了Zigbee模塊和Wifi模塊，Zigbee模塊主要負(fù)責(zé)傳輸傳感器的數(shù)據(jù)，Wifi負(fù)責(zé)傳輸視頻，因?yàn)樾枰杉瘻貪穸?、二氧化碳濃度和光照?qiáng)度，所以比較了多種傳感器后，溫濕度傳感器選擇DHT11，二氧化碳傳感器使用MG811，對(duì)于光照強(qiáng)度傳感器使用BH1750。齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文）齊 齊 哈 爾 大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目 基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué) 院 通信與電子工程學(xué)院 專(zhuān)業(yè)班級(jí) 物聯(lián)網(wǎng)111班 學(xué)生姓名 盧 旭 指導(dǎo)教師 苗鳳娟 成 績(jī) 2015年 6 月 25 日摘 要眾所周知，無(wú)線(xiàn)傳感器技術(shù)已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)的主要技術(shù)，通過(guò)該技術(shù)解決了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)的諸多問(wèn)題，比如：設(shè)備繁多、維修困難；布線(xiàn)繁瑣、容易腐化；規(guī)模龐大、不易管理等。本設(shè)計(jì)基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)根據(jù)要求不僅能夠采集農(nóng)業(yè)環(huán)境參數(shù)，還利用視頻技術(shù)采集了環(huán)境的圖像信息，這樣不僅從數(shù)據(jù)分析上得到農(nóng)業(yè)環(huán)境參數(shù)，更能通過(guò)圖像直觀(guān)的觀(guān)測(cè)農(nóng)田環(huán)境，為本設(shè)計(jì)提供更可靠的依據(jù)。傳感器監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)很簡(jiǎn)單，傳感器采集數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)Zigbee模塊傳送給協(xié)調(diào)器，由協(xié)調(diào)器在傳送到上位機(jī)即可。軟件則涉及了Altium designer設(shè)計(jì)硬件的電路圖，上位機(jī)選用Visual Studio 2013，程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言C，PC機(jī)接將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、分析，若是超出了設(shè)置的范圍，則會(huì)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能，真正實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)的功能。 wiring cumbersome, easy to corrupt。 wireless sensor networks。 sensors。可是，農(nóng)作物眾多、多種環(huán)境參數(shù)無(wú)法預(yù)知，管理不及時(shí)、技術(shù)不成熟都導(dǎo)致科技農(nóng)業(yè)的發(fā)展遲緩，因此針對(duì)這些問(wèn)題，實(shí)施對(duì)植物長(zhǎng)勢(shì)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，是實(shí)現(xiàn)高效農(nóng)業(yè)、提高農(nóng)業(yè)管理水平的必要手段，也是真正提高了土地利用率[1]。因此，這些因素催生了無(wú)線(xiàn)傳感技術(shù)。無(wú)線(xiàn)傳感技術(shù)簡(jiǎn)言之就是由多個(gè)傳感器和無(wú)線(xiàn)傳輸模塊構(gòu)成一個(gè)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)，與上位機(jī)結(jié)合，構(gòu)成這個(gè)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；我們知道，無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)有很多種，每一種也有不同的標(biāo)準(zhǔn)和特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采集空氣溫濕度、二氧化碳濃度、光照強(qiáng)度這些環(huán)境參數(shù)，除此之外還采集了視頻信號(hào)，達(dá)到全面實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，那么根據(jù)采集信息的不同、傳輸速率、傳輸有效距離以及設(shè)計(jì)花費(fèi)等因素，在無(wú)線(xiàn)傳輸這里需要多加考慮，并不是每種無(wú)線(xiàn)技術(shù)都能達(dá)到設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，所以這就需要多種無(wú)線(xiàn)傳感技術(shù)的融合，那以下就根據(jù)這些微妙的不同做一下簡(jiǎn)單的分析。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的農(nóng)業(yè)發(fā)展本身起步就很早，雖然土地面積不如中國(guó)廣闊，但是小卻精，而且經(jīng)濟(jì)水平要遠(yuǎn)比中國(guó)高、科技力量先進(jìn)，采用了模糊控制、多單元變量等先進(jìn)技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)進(jìn)行控制，當(dāng)20世紀(jì)接近尾聲的時(shí)候，計(jì)算機(jī)發(fā)展的號(hào)角響起，各國(guó)學(xué)者都爭(zhēng)先恐后的希望以計(jì)算機(jī)為依托做出更多貢獻(xiàn)，顯然計(jì)算機(jī)技術(shù)具有足夠大的魅力，引領(lǐng)著研究人員將科技運(yùn)用到各種行業(yè)當(dāng)中。據(jù)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，早在2002 年時(shí)，英特爾公司運(yùn)用無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立了第一個(gè)無(wú)線(xiàn)葡萄園，此舉為農(nóng)業(yè)的發(fā)展開(kāi)辟了歷史性的新篇章[5]。在整個(gè)試驗(yàn)中，研究人員發(fā)現(xiàn)，葡萄生長(zhǎng)主要受氣候影響，氣候特別惡劣，葡萄到不到預(yù)期的標(biāo)準(zhǔn)，酒的品質(zhì)自然也隨之降低。受到國(guó)外成功案例的啟發(fā)，我國(guó)也緊追其后，北京市計(jì)劃項(xiàng)目“蔬菜生產(chǎn)智能網(wǎng)絡(luò)傳感器體系研究與應(yīng)用”[6]，具體做法非常簡(jiǎn)單，就是把蔬菜大棚分成很多個(gè)單元，就像居民樓一樣，一個(gè)單元當(dāng)作一個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)，每個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)內(nèi)都放置幾個(gè)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)，用來(lái)采集這個(gè)單元內(nèi)的環(huán)境參數(shù)信息，并且，區(qū)域與區(qū)域之間覆蓋的網(wǎng)絡(luò)范圍并不重合，也就是每個(gè)傳感器所能達(dá)到的最大監(jiān)測(cè)范圍的邊緣也恰是另一個(gè)傳感器的監(jiān)測(cè)范圍邊緣，這樣既滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò)不重疊，也保證采集的高效。也就是說(shuō)無(wú)線(xiàn)傳感設(shè)備、監(jiān)測(cè)者、控制中心形成一條監(jiān)測(cè)紐帶，實(shí)現(xiàn)人機(jī)一體化，從而達(dá)到預(yù)期目的、增加管理者收入。 無(wú)論是對(duì)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)還是對(duì)農(nóng)業(yè)來(lái)說(shuō)都是極致的發(fā)揮了本身最大的優(yōu)點(diǎn)[6]，它安裝簡(jiǎn)單，價(jià)格廉價(jià)、無(wú)需管理者花費(fèi)大量時(shí)間管理，給管理者提供了前所未有的便利，真真正正實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)環(huán)境的動(dòng)態(tài)管理，總體來(lái)說(shuō)，農(nóng)作物環(huán)境信息采集加上控制中心監(jiān)測(cè)完美的構(gòu)建了一個(gè)無(wú)線(xiàn)監(jiān)測(cè)平臺(tái)，這個(gè)監(jiān)測(cè)平臺(tái)以最低的投入、最簡(jiǎn)單的管理、最高效的回報(bào)。最后針對(duì)典型的環(huán)境監(jiān)測(cè)應(yīng)用，對(duì)系統(tǒng)的傳輸性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并將該系統(tǒng)對(duì)得到的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行儲(chǔ)存、分析和處理。第2章 這一章詳細(xì)介紹整體的設(shè)計(jì)方案和核心技術(shù)，一個(gè)好的設(shè)計(jì)方案會(huì)使得設(shè)計(jì)清晰，若是哪里出錯(cuò)，根據(jù)設(shè)計(jì)方案回頭一步一步找即可，還要說(shuō)明，系統(tǒng)完成之后能到什么樣的功能以及這個(gè)設(shè)計(jì)可以應(yīng)用在什么樣的環(huán)境下，還涵蓋了硬件的選取，包括傳感器的各種型號(hào)分析、無(wú)線(xiàn)傳輸模塊分析，選擇最佳型號(hào)。第4章 此章也是論文核心章節(jié)，同硬件類(lèi)似，先是總體講述設(shè)計(jì)理念，然后對(duì)各個(gè)部分逐一解讀，設(shè)計(jì)還包括了軟件的選擇和使用語(yǔ)言的簡(jiǎn)述。 56第2章 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案和核心技術(shù) 系統(tǒng)功能要求及應(yīng)用環(huán)境隨著人們生活水平的提高，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)遲鈍化、笨重化的問(wèn)題,傳統(tǒng)的農(nóng)作物生產(chǎn)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足人們的要求?；跓o(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)如下功能:(1) 能完成農(nóng)業(yè)環(huán)境中溫濕度、二氧化碳濃度、光照強(qiáng)度的采集。(3)能完成農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)視頻的采集。(5)上位機(jī)顯示接收的所有數(shù)據(jù)和視頻，若超出設(shè)定的閾值就會(huì)報(bào)警提示。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想本系統(tǒng)采用無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)從溫室大棚采集植物生長(zhǎng)所需要環(huán)境參數(shù)，以及病蟲(chóng)害情況，將采集的數(shù)據(jù)通過(guò)協(xié)調(diào)器傳送到上位機(jī)，與上位機(jī)設(shè)定的閾值比較，若是超過(guò)這個(gè)范圍，上位機(jī)提示，告訴監(jiān)測(cè)者，此時(shí)參數(shù)超出標(biāo)準(zhǔn)，需要調(diào)整外圍設(shè)備控制整個(gè)大棚的環(huán)境達(dá)到農(nóng)作物生長(zhǎng)最優(yōu)的范圍；此外，整個(gè)系統(tǒng)還涉及了視頻采集技術(shù)，這部分使用攝像頭直接采集圖像，觀(guān)測(cè)整個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域是否有病蟲(chóng)害，若是有病蟲(chóng)害情況，就會(huì)通過(guò)上位機(jī)顯示的視頻觀(guān)測(cè)到，從而采取相應(yīng)措施，使整個(gè)農(nóng)業(yè)環(huán)境達(dá)到最佳，從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)目的