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

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

2、精準有效的測量水稻催芽過程中的溫度值變化，需要對水稻在浸種、破胸、催芽三個不同階段進行監(jiān)測，按照水稻在不同階段的需求進行綜合分析，從而有效的提高種子發(fā)芽率。本文針對這個情況設(shè)計了一個水稻催芽智能監(jiān)控系統(tǒng)，通過監(jiān)測水稻催芽過程中的溫度值和水位變化，來自動或手動發(fā)送命令控制整個系統(tǒng)，從而智能調(diào)節(jié)水溫和水循環(huán)過程。
　　 本文首先設(shè)計了一個基于ZigBee技術(shù)的無線樹型傳感器網(wǎng)絡(luò)，在該網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點將傳感器采集來的數(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)點傳來的數(shù)據(jù)信息傳送到主控制計算機上，同時協(xié)調(diào)器還要接收并執(zhí)行主控制計算機發(fā)來的控制命令，或?qū)⒔邮盏降拿钷D(zhuǎn)發(fā)給各節(jié)點。其次，進行了系統(tǒng)軟硬件的設(shè)計。硬件設(shè)計包括:ZigBee無線通信模塊、處理器、傳感器、繼電器、液晶顯示模塊的選擇;節(jié)點及協(xié)調(diào)器的硬件電路設(shè)計，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箱，在試驗箱上進行了按鍵面板的設(shè)計，從而進行自動、手動操控。軟件設(shè)計由無線通信模塊程序設(shè)計

4、和處理器模塊程序設(shè)計兩部分組成。無線通信模塊程序設(shè)計包括:ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)的程序設(shè)計;對節(jié)點的數(shù)據(jù)通信方式進行研究，實現(xiàn)雙向通信的功能;采用專門為嵌入式無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的TinyOS為操作系統(tǒng)，用nesC語言作為操作系統(tǒng)的編程語言完成無線通信模塊的應(yīng)用程序開發(fā)。處理器模塊程序設(shè)計包括:對系統(tǒng)的工藝控制流程進行設(shè)計;對數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議進行定義，使系統(tǒng)能夠按照浸種催芽流程工作;對LCD的顯示進行設(shè)計，在各節(jié)點和協(xié)調(diào)器處的控制器上通過L

5、CD顯示屏可實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息、工作狀態(tài)的實時顯示，通過按鍵面板可進行手動調(diào)節(jié)和自動控制系統(tǒng)等功能。然后，進行了系統(tǒng)上位機的軟件設(shè)計。在PC機上運用MCGS組態(tài)軟件開發(fā)出上位機監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)整個系統(tǒng)中數(shù)據(jù)信息、工作狀態(tài)、工作模式的實時監(jiān)控，工藝流程的動畫顯示，系統(tǒng)工作日志和歷史曲線的查詢，數(shù)據(jù)的存儲等功能。最后，進行了系統(tǒng)運行、穩(wěn)定性的測試與調(diào)試，組建ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)協(xié)調(diào)器與節(jié)點、主控制計算機之間的雙向通信。
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