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1、齐 齐 哈 尔 大 学毕业设计（论文）题 目 基于无线传感器网络精准农业环境监测系统设计学 院 通信与电子工程学院 专业班级 物联网111班 学生姓名 卢 旭 指引教师 苗凤娟 成 绩 6 月 25 日摘 要众所周知，无线传感器技术已经成为农业环境监测重要技术，通过该技术解决了老式农业环境监测诸多问题，例如：设备繁多、维修困难；布线繁琐、容易腐化；规模庞大、不易管理等。本设计基于无线传感器网络技术依照规定不但可以采集农业环境参数，还运用视频技术采集了环境图像信息，这样不但从数据分析上得到农业环境参数，更能通过图像直观观测农田环境，为本设计提供更可靠根据。本设计融合软件和硬件，对于无线传播硬件，
2、选取了Zigbee模块和Wifi模块，Zigbee模块重要负责传播传感器数据，Wifi负责传播视频，由于需要采集温湿度、二氧化碳浓度和光照强度，因此比较了各种传感器后，温湿度传感器选取DHT11，二氧化碳传感器使用MG811，对于光照强度传感器使用BH1750。传感器监测节点很简朴，传感器采集数据通过Zigbee模块传送给协调器，由协调器在传送到上位机即可。另一某些采用Wifi模块传播摄像头采集视频，将视频传播到上位机，监测农作物与否有病虫害，或者与否有人侵入等。软件则涉及了Altium designer设计硬件电路图，上位机选用Visual Studio ，程序设计语言C#，PC机接将数据存
3、储、分析，若是超过了设立范畴，则会自动实现报警功能，真正实现远程监测功能。核心词：环境监测系统；无线传感器网络；传感器；协调器； AbstractAs we all know，the wireless sensor technology has become a major agricultural technology for environmental monitoring，through the technology to solve the many problems of traditional agriculture environmental monitoring，such as
4、：equipment range，difficult maintenance；wiring cumbersome，easy to corrupt；large-scale，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 technolo
5、gy 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 environment-oriented designed to provide a more reliable basis.The integration of software and hardware design，hardwar
6、e 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
7、 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 computer c
8、an be. Another part of Wifi module transmission camera to capture the video，the video transmission to the host computer，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 S
9、tudio ，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；wireless sensor networks；coordinator；sensors;目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论11.1 选题背景和意义11.2
10、 国内外研究现状21.3 本文内容及安排3第2章 系统整体设计方案和核心技术52.1 系统功能规定及应用环境52.2 系统设计思想52.3 总体设计方案构成62.4 系统最后实现目的72.5 硬件选用72.5.1 无线收发模块选用72.5.2 温湿度传感器选用82.5.3 二氧化碳传感器选用82.5.4 光照强度传感器选用92.5.5 WIFI模块选用10 2.6 本章小结10第3章 系统硬件设计11 3.1 硬件整体设计113.2 基于CC2530监测节点硬件设计113.2.1 终端节点系统构造123.2.2 Zigbee模块电路原理123.2.3 协调器电路原理133.2.4 终端节点电路
11、设计143.2.5 电源模块设计153.3 视频模块设计153.3.1 WIFI与视频连接电路设计153.3.2 WIFI模块外围电路设计163.4 本章小结17第4章 软件设计184.1 软件环境及使用语言184.2 监测节点程序设计184.2.1 传感器模块程序设计204.3 接受数据模块程序设计214.4 上位机设计224.4.1 上位机软件和语言224.4.2 上位机模块设计234.5 本章小结25第5章 系统调试275.1 硬件模块调试275.1.1 DHT11调试275.1.2 MG811和BH1750调试27 5.1.3 摄像头调试285.2 软件调试295.2.1 IAR调试2
12、95.2.2 上位机软件调试305.2.3 视频调试315.3 本章小结31结论33参照文献34附录一40附录二56道谢56第1章 绪论1.1 选题背景和意义中华人民共和国是农业大国，耕地面积也超过世界许多国家，受分布零散、环境恶劣、病虫害等因素影响，本来明显优势并没有得以体现，经济发展匮乏，致使中华人民共和国农业发展前景黯淡，但是科学技术腾飞，带动着各行各业向前迈进一大步，诸多发达国家把科学这个新助力注入到其她产业，获得效果非常明显，受到这种启发，国内也徐徐将眼光转向科技与各产业融合，完美实现了产业多元化。可是，农作物众多、各种环境参数无法预知，管理不及时、技术不成熟都导致科技农业发展迟缓，
13、因而针对这些问题，实行对植物长势动态监测，是实现高效农业、提高农业管理水平必要手段，也是真正提高了土地运用率1。针对老式农业问题，有线网络监测技术大规模使用，但是该种技术农业环境参数需要人工现场采集，周期读数，才干完毕整个系统监测目，然而这个方案有着诸多技术弊端，例如：人工定期读卡，数据仅仅是某一时刻数值，不是这段时间数据包，无法反映农作物真正生长状态；采集信息设备昂贵且笨重，安装困难，占地面积大，维修难度较大，电缆布线错综复杂，容易受环境影响氧化或腐化而受损，维修不及时，就会导致数据丢失，无法获得最新数据，况且监测范畴广大，放置设备时需要精确拟定位置，否则就会浮现监测漏洞，局部数据自然无法代
14、表整体，打个比喻，要是调查全国男人身高，仅仅调查黑龙江男性身高并不能代表全中华人民共和国同样，这样结论太过狭隘，没有论证力度2；监测环境发生突变时，不能及时变化设备参数，系统稳定性差；设备容易损坏，监测数据无法发送到监测终端，容错性差。因而，这些因素催生了无线传感技术。那究竟什么是无线传感技术？简朴说它是由无线通信和嵌入式两种技术杂交产生，功能是实现远程传播，并且不用布线，保证农作物种植面积，不用人工读取数据，节约人力，传感器抗干扰性强，数据采集精准，设备简朴且便宜，可以大规模安装，不但容易维修且不会浮现监测死角，这就使得数据具备代表性。无线传感技术简言之就是由各种传感器和无线传播模块构成一种
15、无线传感器网络，与上位机结合，构成这个精准农业环境监测系统；咱们懂得，无线传播技术有诸各种，每一种也有不同原则和特点，本设计采集空气温湿度、二氧化碳浓度、光照强度这些环境参数，除此之外还采集了视频信号，达到全面实时监测，那么依照采集信息不同、传播速率、传播有效距离以及设计耗费等因素，在无线传播这里需要多加考虑，并不是每种无线技术都能达到设计原则，因此这就需要各种无线传感技术融合，那如下就依照这些微妙不同做一下简朴分析。就像世界上有诸多不同人种同样，无线传感技术也有相应种类，咱们在设计本监测系统时就必要考虑种类问题，种类不同，特点不同；传播距离、传播速率、功耗、成本等，还需要接受上位机指令实现双向通信，当前
