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1、SRT计划项目申请书项目名称:基于Zigbee无线网络技术的粮仓环境监测系统申请者:曾忠院系:南京农业大学工学院专业:电子信息科学与技术指导教师:徐进职称:副教授2010年5月1日南京农业大学教务处制14一、简表申请者姓名曾忠学号3238130班级信息81年级大二电话15195809183E-mailzengmeng@126.com项目名称基于Zigbee无线网络技术的粮仓环境监测系统项目来源A、自立项目√B、教师科研课题的子项目C、其它项目类型A、实验研究√B、调查研究C、软件制作经费来源A、学校资助√B、导师课题资助C、企业资助经费额度1900元指导教师姓名徐进指导教师职称副教授合作
2、者姓名、学院、班级傅少雷工学院信息8115996387168笪文霆工学院信息8115951008197梅朋飞工学院信息8115851890572刘德胜工学院信息8115195805133申请时间2010年5月1日完成时间2011年6月1日项目研究内容摘要针对我国粮仓环境信息管理水平较低、尚无科学的方法实施自动化地监测粮仓环境信息状况的现状,应用无线通信协议Zigbee技术和传感技术设计一套粮仓态环境监测系统，由传感器采集温湿度二氧化碳及氧气的含量等数据，经Zigbee终端进行数据的无线传输，汇总到Zigbee协调器，最后实现与PC机的通信，将数据传入PC机，由PC机对数据进行分析及相应反
3、馈。以实现粮仓温度、湿度、二氧化碳等生态因素的实时检测。Zigbee技术具有高通信效率、低复杂度、低功耗、低成本、高安全性及全数字化等,该技术主要针对低速率无线传感器和控制网络而设计，它能够满足小型化、低成本设备，使粮仓环境信息监测系统更加完善。14二、立论依据研究意义：针对我国粮仓环境信息管理水平较低、尚无科学的方法实施自动化地监测粮仓环境信息状况的现状,提出了一套无线实时监测粮仓环境信息的方案。为有效监测粮仓环境信息,提高管理过程的水平,促进水粮仓高效率的管理及及时发出警报,因此提出一套科学的方法实时监测粮仓环境信息十分必要的。我们可以采用Zigbee技术，它具有高通信效率、低复杂度
4、、低功耗、低成本、高安全性及全数字化等优点,该技术主要针对低速率无线传感器和控制网络而设计，它能够满足小型化、低成本设备（如温度调节装置、湿度控制器、环境检测传感器等）的无线联网要求，能广泛地应用于工业、家庭以及医学等需要低功耗、低成本、对数据速率和服务质量要求不高的无线通信应用场合。因此提出了基于Zigbee技术的粮仓环境信息监测方案,以实现对粮仓的温度、湿度、二氧化碳以及氧气含量等因素的实时检测,为最佳监测粮仓环境信息、管理的科学化提供技术支持。现状分析：我国是世界粮食生产大国,需要储存粮食的粮仓非常之多,但是在目前的粮仓管理中,尚无一套科学的方法实时监测粮仓环境信息状况、报警技术和
5、预防技术等。无线传感器网络(WSN)是由部署在监测区域内部或附近大量廉价、具有通信、感测及计算能力的微型传感器节点,通过自组织构成的“智能”测控网络。美国加州大学伯克利分校采用Micamote节点监控一个粮仓,在粮仓墙壁上部署无线传感器系统,来监测它的环境信息的变化。Intel公司利用Crossbow公司的Mote系列节点在美国俄勒冈州的一个葡萄园中部署无线传感器网络,监测其环境微小变化,这些研究都为实时监测粮仓环境信息提供了有效的参考方案。网络节点成本、能耗、体积、定位性能、移动性和网络安全等因素又制约着WSN发展,使通信协议成为目前研究的热点之一。以往的温度、湿度传感器大多是有线方式
6、传送数据,线路冗余复杂,不适合大范围多数量放置,布线成本高,线路的老化问题也影响了其可靠性。另一方面,传感器网络所要求的无线技术不同于现在已有的一些无线网络技术,这种网络并不需要太高的传输速率,而是在成本和功耗方面有比较苛刻的要求。为了满足类似于温度、湿度传感器这样小型、低成本设备无14线联网的要求,ZigBee技术正是为适应这种需求而产生的。Zigbee协议是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术,主要适用于无线传感器网络、自动控制和远程控制领域。Zigbee技术具备了强大的设备联网功能,它支持星型结构、网状结构(Mesh)和簇状结构(Clustertree)三
7、种主要的自组织无线网络类型,特别是网状结构,它具有很强的网络健壮性和系统可靠性。Zigbee采用了CSMA-CA的碰撞避免机制,同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙,避免了发送数据时的竞争和冲突。MAC层采用了完全确认的数据传输机制,每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信急。Zigbee采用的是直接序列扩频(DirectSequenceSpreadSpectrum)技术,可使用的频段有三个分别是2.4GHz的ISM频段、欧洲
