基于无线网络的环境监测系统设计

发布时间：2017-03-18 16:05

  本文关键词：基于无线网络的环境监测系统设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着社会文明的发展和进步,人口数量急剧增长,对粮食和蔬菜的需求不断增长,传统的自然生产已经无法满足需要,温室培养不可或缺。在温室生产中,温度、湿度、二氧化碳浓度、光强等自然因素对农作物的生长起着至关重要的作用。传统环境监测主要以人工的为主,但人工监测费时费力,实时性差。目前已有的一些监测手段大多采用有线方式,但存在布线困难,安装和维护成本高等问题。本文针对传统温室监测方式的不足,并结合当前新兴的ZigBee技术,研究并实现了一种基于无线传感网络技术的环境监测系统。首先,对温室环境监测的发展状况进行叙述,分析了当前主流方案的优缺点;对系统总体组成框架进行需求分析,将系统分为硬件设计和软件设计两大部分。其次,设计并实现了系统硬件部分和软件部分。采用ZigBee技术实现无线互联,并完成了温度、湿度、光强以及火灾报警的传感器电路设计。实现了温室环境因素的无线实时检测,软件设计主要采用MFC技术,SQL Server数据库和多线程的相关知识,完成系统上位机软件设计。实现了对多路传感器的组网控制、数据接收、数据管理及实时显示。最后,通过进行多节点组网通信,验证了各个传感器节点的灵敏度及性能,完成了系统的整体测试和调试。并证明了基于ZigBee的温室环境监测系统的科学性和可行性。本文设计的系统能够高效、准确的监测环境中温度、湿度、光照以及火灾报警,并通过上位机软件的集成实现了智能管理。不仅提高了管理效率并且为系统升级维护提供便利。
【关键词】：Zig Bee 无线传感网络 温湿度检测 数据库 环境监测
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP274
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 课题研究背景及意义11
• 1.2 国内外研究现状11-15
• 1.2.1 国外温室环境监测技术发展状况与研究11-13
• 1.2.2 国内温室环境监测技术发展现状及存在的问题13-15
• 1.3 课题研究主要内容15-17
• 第2章 系统硬件设计17-31
• 2.1 系统需求分析17-19
• 2.1.1 用户需求分析17
• 2.1.2 系统总体架构17-18
• 2.1.3 系统功能需求分析18-19
• 2.2 无线传感网络19-21
• 2.2.1 无线传感网络19-20
• 2.2.2 ZigBee技术20-21
• 2.3 网络拓扑结构21-26
• 2.3.1 ZigBee设备类型21-22
• 2.3.2 网络拓扑结构22-23
• 2.3.3 ZigBee协议架构23-26
• 2.4 无线传感网络的硬件平台26-27
• 2.4.1 开发平台介绍26-27
• 2.4.2 核心电路设计27
• 2.5 数据汇聚控制节点设计27-29
• 2.5.1 数据汇聚控制节点电源设计28
• 2.5.2 通信电路设计28-29
• 2.6 数据采集节点设计29-30
• 2.6.1 温湿度传感器29
• 2.6.2 火焰传感器29
• 2.6.3 光照传感器29-30
• 2.7 本章小结30-31
• 第3章 下位机软件设计31-38
• 3.1 软件开发平台31-32
• 3.2 下位机模块程序设计32-34
• 3.2.1 采集节点程序设计32-34
• 3.2.2 数据汇聚控制节点程序设计34
• 3.3 基于Z-STACK协议栈的程序设计34-37
• 3.3.1 建立工程34
• 3.3.2 添加任务和事件34-36
• 3.3.3 组建网络与加入网络36-37
• 3.3.4 发送与接收数据37
• 3.4 本章小结37-38
• 第4章 系统开发设计与实现38-51
• 4.1 SQL数据库38-41
• 4.1.1 SQL Server数据库简介38-39
• 4.1.2 SQL语言简介39-41
• 4.1.3 MFC连接SQL Server数据库41
• 4.2 MFC简介41-46
• 4.2.1 MFC机制41-43
• 4.2.2 MFC开发环境43-44
• 4.2.3 C++语言简介44
• 4.2.4 多线程技术44-46
• 4.3 上位机功能开发设计46-49
• 4.3.1 系统登陆46-47
• 4.3.2 历史数据查询模块设计47-48
• 4.3.3 数据库设计48-49
• 4.3.4 日志系统49
• 4.3.5 数据库管理系统49
• 4.4 本章小结49-51
• 第5章 系统测试51-56
• 5.1 硬件测试51-54
• 5.1.1 组网测试51-52
• 5.1.2 系统性能测试52
• 5.1.3 运行结果分析52-53
• 5.1.4 系统软件测试53-54
• 5.2 系统软件测试结论54-55
• 5.3 本章总结55-56
• 结论56-57
• 参考文献57-61
• 致谢61

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