| 【中文题名】 | 基于无线传感器网络技术的温湿度数据采集系统的研制 |
| 【英文题名】 | The Research and Design of Temperature and Humidity Data Acquisition System Based on Wireless Sensor Network |
| 【学科专业】 | 计算机应用技术 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-9-27 |
| 【中关键词】 | 无线传感器网络,数字化农业,ZigBee,采集器,数字化温湿度传感器, |
| 【英关键词】 | Wireless Sensor Network,Digital Agriculture,ZigBee,Data Collector,Digital Temperature And Humidity Sensor, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化元件、部件>发送器（变换器）、传感器>传感器的应用 |
| 【论文摘要】 |
近十几年来，我国农业在社会信息化的推动下，正在向农业信息化方向快速发展，作为其核心的数字化农业技术已步入研究开发阶段。为此论文开展了基于无线传感器网络技术的农业温湿度数据采集系统的研制工作。
ZigBee无线传感器网络是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络化传输技术，将其应用于农业生产，实现土壤的温度和湿度的采集，进而构成无线温湿度采集系统。该系统具有无需现场布线、采集点设置灵活、采集点覆盖面积广阔、系统维护方便等突出优点，是未来数字化农业基础数据采集的首选技术和方案。
论文首先介绍了无线传感器网络系统的体系结构及关键技术，包括IEEE802.15.4标准和ZigBee协议栈。在此基础上对无线传感器网络化农业温湿度数据采集系统进行了总体设计和软硬件开发研制，其中微处理器模块采用的是Freescale公司专门为无线传感器网络节点推出的基于S08核的一款超低功耗单片机处理器MC9S08GT60CFB，无线通信模块采用的是Freesacle公司的窄带、低功耗、2.4GHz ISM频率、包含IEEE802.15.4无线标准协议(即ZigBee协议)的MC13192... |
| 【论文题纲】 |
|
摘要 |
5-6 |
|
Abstract |
6-10 |
|
1 绪论 |
10-15 |
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1.1 课题背景及意义 |
10-11 |
|
1.2 课题研究的目的和意义 |
11-13 |
|
1.3 课题研究的主要内容 |
13-15 |
|
1.3.1 无线传感器网络节点设计 |
13 |
|
1.3.2 通信模式设计 |
13-14 |
|
1.3.3 节能设计 |
14 |
|
1.3.4 网络协议设计与开发 |
14-15 |
|
2 无线传感器网络技术原理 |
15-29 |
|
2.1 无线传感器网络体系结构 |
15-19 |
|
2.1.1 网络结构 |
15-16 |
|
2.1.2 节点结构 |
16 |
|
2.1.3 传感器网络协议栈 |
16-19 |
|
2.2 无线传感器网络的关键技术 |
19-23 |
|
2.2.1 网络搜索 |
19 |
|
2.2.2 网络控制和路由协议 |
19-20 |
|
2.2.3 协同信号处理 |
20-21 |
|
2.2.4 查询和任务分配 |
21-22 |
|
2.2.5 服务质量 |
22 |
|
2.2.6 物理层协议 |
22-23 |
|
2.2.7 网络安全 |
23 |
|
2.3 ZigBee协议 |
23-28 |
|
2.4 数字化温湿度传感器原理 |
28-29 |
|
3 数据采集系统总体设计 |
29-35 |
|
3.1 系统功能 |
29-30 |
|
3.2 系统的组成 |
30-31 |
|
3.3 系统开发环境 |
31-35 |
|
3.3.1 系统前端开发环境 |
31-34 |
|
3.3.2 系统终端开发环境 |
34-35 |
|
4 数据采集系统硬件设计 |
35-49 |
|
4.1 处理器模块 |
36-39 |
|
4.2 无线通信模块 |
39-42 |
|
4.2.1 射频芯片介绍 |
39-41 |
|
4.2.2 射频电路设计 |
41-42 |
|
4.3 传感器模块 |
42-45 |
|
4.3.1 电源引脚 |
44-45 |
|
4.3.2 串行接口(两线双向) |
45 |
|
4.4 能量供应模块 |
45-46 |
|
4.5 汇聚节点功能增强设计 |
46-49 |
|
4.5.1 串口通信电路 |
46-47 |
|
4.5.2 液晶显示模块 |
47-49 |
|
5 数据采集系统软件设计 |
49-65 |
|
5.1 软件体系结构 |
49-50 |
|
5.2 硬件驱动程序设计 |
50-55 |
|
5.2.1 驱动程序总体概要 |
50-51 |
|
5.2.2 SPI驱动 |
51-53 |
|
5.2.3 MC13192驱动 |
53-55 |
|
5.3 协议栈设计 |
55-60 |
|
5.3.1 物理层设计 |
55-56 |
|
5.3.2 链路层设计 |
56-59 |
|
5.3.3 网络层设计 |
59-60 |
|
5.4 采集终端软件设计 |
60-65 |
|
5.4.1 串口通信软件设计 |
61-62 |
|
5.4.2 采集终端数据库设计 |
62-65 |
|
6 系统测试 |
65-67 |
|
6.1 系统硬件测试 |
65 |
|
6.1.1 电路测试 |
65 |
|
6.1.2 逻辑测试 |
65 |
|
6.2 系统软件测试 |
65-67 |
|
7 结论 |
67-69 |
|
参考文献 |
69-71 |
|
在学研究成果 |
71-72 |
|
致谢 |
72 |
|
| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.385133 |
