基于无线传感器网络的智能灌溉系统设计与实现(doc毕业设计论文)

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1、无线传感器网络课程设计——基于无线传感器网络的智能灌溉系统设计目录第一章绪论31.1课题的背景和意义31.2无线温度采集的发展状况41.2.1.传感器网络41.2.2.无线温度采集系统的发展现状41.3无线温度采集系统的研究内容5第二章系统方案论证62.1无线温度检测方案论证：62.2主控制部分方案论证62.3系统方案6第三章系统的硬件电路设计83.1主要的元件介绍83.1.18051单片机83.1.2数字式温度传感器DS18B2093.1.3单片2.4G无线射频收发芯片nRF24L01123.1.4其它外围电路133.2系统的

2、硬件设计思想143.3本系统的硬件电路153.3.1电源部分153.3.2检测部分163.4基于无线传感器网络的温度采集系统的硬件原理图193.5硬件电路的制作19第四章系统的软件设计204.1按键处理程序设计204.2液晶显示程序设计214.3温度采集程序设计214.3报警处理程序设计224.4发射端主程序设计22第五章结论24参考文献25附录126附录227附录328第一章绪论1.1课题的背景和意义随着社会的进步和生产的需要，利用无线通信进行温度数据采集的方式已经渗透到社会生活生产的每一个角落，温度测量的准确度在影响生产效益

3、的同时也在逐步得到社会的重视。在工业现场，由于生产环境恶劣，工作人员不能长时间停留在现场观察设备是否运行正常，就需要采集数据并传输数据到一个环境相对好的操控室内，工作人员可以在这里将控制指令传输给现场执行模块进行各种操作。这样就会产生数据传输问题，由于厂房大、需要传输数据多，使用传统的有线数据传输方式就需要铺设很多很长的通讯线，浪费资源，占用空间，可操作性差，出现错误换线困难。而且，当数据采集点处于运动状态、所处的环境不允许或无法铺设电缆时，数据甚至无法传输，此时便需要利用无线传输的方式进行数据采集。在农业生产上，不论是温室大棚

4、的温度监测，还是粮仓的管理，传统上都是采取分区取样的人工方法，工作量大，可靠性差。而且大棚和粮仓占地面积大，检测目标分散，测点较多，传统的方法已经不能满足当前农业发展的需要。当前的科技水平下，无线通信技术的发展使得温度采集测量精确，简便易行。在日常生活中，随着人们生活水平的提高，居住条件也逐渐变得智能化。如今很多家庭都会安装室内温度采集控制系统，其原理就是利用无线通信技术采集室内温度数据，并根据室内温度情况进行遥控通风等操作，自动调节室内温度湿度，可以更好地改善人们的居住环境。以上只是简单列举几个现实的例子，在现实生活中，这种温

5、度采集系统已经被成功应用于工农业、环境监测、军事国防、机器人控制等许多重要领域，而且类似于这种温度采集系统的无线通信网络已经被广泛的应用到民用和军事领域。因此，对于如何利用无线通信技术进行数据采集，尤其是如何提高无线数据采集的精度等课题的研究就变得非常的有意义。1.2无线温度采集的发展状况1.2.1.传感器网络无线温度采集系统实际上是一个传感器网络，即将多个传感器通过近距离通信和数据交换技术组成的网络，是近年来迅速发展的新技术，它融传感器与通信技术于一体，具有很大的发展前景。这种传感器网络综合了传感器技术、计算机技术、信息处理技

6、术和通信技术，能够实时监测、采集网络分布区域内的信息，进行处理后传送到用户。因而传感器网络在检测精度、空间的广度与分辨率等方面都将传感器技术推向了一个新的高度，成为近年来引人注目的高科技领域。20世纪90年代美国五角大楼提出了“智能尘埃”的设计思想，目的是在战场上抛洒数千个微小的具有无线通信功能的传感器模块，用于监控敌人的活动情况。“智能尘埃”对相关原始数据进行过滤，通过自组织的无线传感网络把重要的信息发送给指挥部。2006年DustNetworks公司在Electronica大会上发布了世界上首个无线传感器网络系统级芯片（So

7、C）。DustNetworks在这张名为“智能尘埃”的芯片上集成了构建分配式传感器网络所需的所有硬件和软件功能。经过近几年的发展，这种芯片体积越来越小，功能越来越完备，在天气预报、环境监测以及军事领域的应用前景十分广泛。这种“智能尘埃”就是一种典型的传感器网络。1.2.2.无线温度采集系统的发展现状近几年，无线温度采集系统被广泛应用于工业、农业以及军事等领域中，甚至已经延伸到人们的日常生活中，将会成为人们生活不可或缺的一部分。因此，目前对无线温度采集系统的研究成为很多学者关注的对象。随着对无线温度采集系统的应用越来越广泛，设计方

8、法也越来越多样化。例如，基于ZigBee技术的远程无线温度测控系统，采用ZigBee技术的无线传感网络与GPRS网络相结合的体系结构，基于CC2430芯片设计无线传感节点，并开发其软件，该系统性能稳定，具有灵活性和可扩展性，功耗低，可靠性高；还有基于射频的数据采