基于ZigBee技術(shù)的水稻催芽智能監(jiān)控系統(tǒng)的研究.pdf

1、水稻是我國(guó)重要的糧食作物之一，推動(dòng)水稻產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，建立高產(chǎn)、高效、自動(dòng)化的水稻催芽系統(tǒng)已成為全世界水稻催芽技術(shù)發(fā)展的總趨勢(shì)。因此，實(shí)現(xiàn)水稻催芽的網(wǎng)絡(luò)化、智能化，提高水稻的生產(chǎn)效率將對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。
　　 結(jié)合國(guó)內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)和當(dāng)今世界比較主流的ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行組建，對(duì)水稻催芽過(guò)程中所需信息的采集、傳輸以及無(wú)線監(jiān)控進(jìn)行研究。水溫條件對(duì)水稻芽種的發(fā)育影響非常大，為了

2、精準(zhǔn)有效的測(cè)量水稻催芽過(guò)程中的溫度值變化，需要對(duì)水稻在浸種、破胸、催芽三個(gè)不同階段進(jìn)行監(jiān)測(cè)，按照水稻在不同階段的需求進(jìn)行綜合分析，從而有效的提高種子發(fā)芽率。本文針對(duì)這個(gè)情況設(shè)計(jì)了一個(gè)水稻催芽智能監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)監(jiān)測(cè)水稻催芽過(guò)程中的溫度值和水位變化，來(lái)自動(dòng)或手動(dòng)發(fā)送命令控制整個(gè)系統(tǒng)，從而智能調(diào)節(jié)水溫和水循環(huán)過(guò)程。
　　 本文首先設(shè)計(jì)了一個(gè)基于ZigBee技術(shù)的無(wú)線樹型傳感器網(wǎng)絡(luò)，在該網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)將傳感器采集來(lái)的數(shù)據(jù)信息傳送給協(xié)調(diào)器，協(xié)

3、調(diào)器將自身采集和節(jié)點(diǎn)傳來(lái)的數(shù)據(jù)信息傳送到主控制計(jì)算機(jī)上，同時(shí)協(xié)調(diào)器還要接收并執(zhí)行主控制計(jì)算機(jī)發(fā)來(lái)的控制命令，或?qū)⒔邮盏降拿钷D(zhuǎn)發(fā)給各節(jié)點(diǎn)。其次，進(jìn)行了系統(tǒng)軟硬件的設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)包括:ZigBee無(wú)線通信模塊、處理器、傳感器、繼電器、液晶顯示模塊的選擇;節(jié)點(diǎn)及協(xié)調(diào)器的硬件電路設(shè)計(jì)，并在此基礎(chǔ)上完成了電路板的制作與調(diào)試;采用了尺寸適宜的塑料箱制作出試驗(yàn)箱，在試驗(yàn)箱上進(jìn)行了按鍵面板的設(shè)計(jì)，從而進(jìn)行自動(dòng)、手動(dòng)操控。軟件設(shè)計(jì)由無(wú)線通信模塊程序設(shè)計(jì)

4、和處理器模塊程序設(shè)計(jì)兩部分組成。無(wú)線通信模塊程序設(shè)計(jì)包括:ZigBee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的程序設(shè)計(jì);對(duì)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)通信方式進(jìn)行研究，實(shí)現(xiàn)雙向通信的功能;采用專門為嵌入式無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的TinyOS為操作系統(tǒng)，用nesC語(yǔ)言作為操作系統(tǒng)的編程語(yǔ)言完成無(wú)線通信模塊的應(yīng)用程序開發(fā)。處理器模塊程序設(shè)計(jì)包括:對(duì)系統(tǒng)的工藝控制流程進(jìn)行設(shè)計(jì);對(duì)數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議進(jìn)行定義，使系統(tǒng)能夠按照浸種催芽流程工作;對(duì)LCD的顯示進(jìn)行設(shè)計(jì)，在各節(jié)點(diǎn)和協(xié)調(diào)器處的控制器上通過(guò)L

5、CD顯示屏可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息、工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)顯示，通過(guò)按鍵面板可進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)和自動(dòng)控制系統(tǒng)等功能。然后，進(jìn)行了系統(tǒng)上位機(jī)的軟件設(shè)計(jì)。在PC機(jī)上運(yùn)用MCGS組態(tài)軟件開發(fā)出上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)信息、工作狀態(tài)、工作模式的實(shí)時(shí)監(jiān)控，工藝流程的動(dòng)畫顯示，系統(tǒng)工作日志和歷史曲線的查詢，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)等功能。最后，進(jìn)行了系統(tǒng)運(yùn)行、穩(wěn)定性的測(cè)試與調(diào)試，組建ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)器與節(jié)點(diǎn)、主控制計(jì)算機(jī)之間的雙向通信。
　　 實(shí)