温室大棚建设

分类：开题报告    更新时间：09-02    来源：网络

 一、课题综述及研究意义

我国是农业大国，但是每年的粮食生产依然不够国内消费，需要从国外进口，因此提高农作物的产量以及粮食、蔬菜等农作物的质量势在必行。科学技术的不断发展使得农业逐渐实现自动化，而科学的发展使得技术不断更新，而越来越多的先进技术被用到日常的生活生产中来，进一步提升了生产效率节约人力物力，降低了生产成本。

温室大棚就是一种可以改变植物生长环境，根据作物生长的最佳生长条件，调节温室气候使之一年四季满足植物生长需要，不受气候和土壤条件的环境影响，并且能在有限的土地上周年地进行农作物生产的一种温室设施。农作物在成长过程中需要的环境因子很多，适宜的温度、湿度、光照强度以及CO2浓度是作物实现高产、优质的关键。但在温室大棚内对各种参数的测量需要大量布线，对耕作造成了很大的不便；另外大棚内高温高湿的环境对控制系统的可靠性控制要求很高，常用的检测系统难以满足要求。本课题设计的智能温室大棚采用基于ZigBee的无线通信技术的无线传感网技术免了繁琐的布线的问题；采用基于8051内核带有射频收发模块的单片机CC2530。首先设计了基于ZigBee的无线数据采集节点，对温室内温湿度、CO2浓度以及光照强度等参数的数据采集构建了ZigBee树状网络，由网关节点、路由节点、终端节点组成的无线传感网络实现了采集数据的无线传输；用PC机作为系统的主控机构，将网关节点接收到的数据通过串口发送给PC端软件，PC端软件对数据进行分析、并显示到界面中。PC端软件根据设置的环境参数阈值对相应的执行机构进行控制，PC端软件向网关节点发送控制信号，再由网关节点发送给终端节点从而实现增温降温、加湿除湿、遮阳补光等设备调控，从而使温室环境适合作物的生长。

将物联网技术应用到农业生产中，使得生产效率得以提高，减少投入的成本实现科学化管理，进一步推进农业的发展。

二、课题拟采取的研究方法和技术路线

根据实际的农作物的种植培养需要，本文应用物联网技术，将传感器节点组成无线传感网络实现对大棚环境参数的监控，设计了基于WSN与ZigBee的智能温室大棚。通过与PC端上位机软件的通信实时查看大棚的环境参数，主要的技术就是如何实现传感器节点的组网以及协议。通过上位机软件设置参数与网关节点进行通信，网关节点将数据传输至终端节点实现对参数的控制。本论文主要的设计内容为： 

（1）基于8051内核带有射频收发模块的无线单片机CC2530的传感器节点硬件设

计，传感器的数据采集与传输。

（2）利用ZigBee协议栈Z-stack程序实现传感器节点的组网，形成无线传感网络。

（3）ZigBee协调器与路由器的开发。

（4）ZigBee协调器与PC端软件的通信，并与CVT物联网平台相连。

三、主要参考文献

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二、毕业设计（论文）工作实施计划www.EEELW.COm

（一）毕业设计（论文）的理论分析与软硬件要求及其应达到的水平与结果

理论分析：

本课题应用基于ZigBee的无线传感网技术以及传感器技术上，利用CC2530无线单片机以及传感组成的节点组建传感器网络，通过RS-232串口通信与PC端的上位机软件进行通信，实现对大棚环境参数的监测以及数据的实时显示。

硬件要求：

以CC2530为核心的数据采集节点和协调器节点的硬件系统,还包括温湿度测量模块、二氧化碳检测模块、光照度检测模块、湿帘风机控制模块、遮阳网控制模块、喷灌地罐阀门控制模块等，PC端软件的交互。

软件要求：

在集成开发环境IAR Embedded Workbench系统下完成了ZigBee协议栈的移植和协调器节点、终端节点的实验样例程序的修改。利用CVT-IOT-V物联网综合教学实验系统的CVT-WSN综合教学实验平台软件作为PC端上位机是实现对数据的观察、分析与管理。

 

（二）毕业设计（论文）工作进度与安排

起讫日期工作内容和要求备注

3月23日-3月29日搜集文献资料，书写开题报告。

3月30日-4月5日查阅资料，制定系统的设计方案。

4月6日-4月12日传感器的选型、资料查询，CC2530资料查询。

4月13日-4月19日传感器原理的学习以及信号调理电路原理图的设计。

4月20日-4月26日WSN原理学习、CC2530以及Z-stack协议栈原理学习。

4月27日-5月3日利用CVT-IOT-V试验系统对传感器模块的调试完成程序的修改。

5月4日-5月10日传感器模块组网调试与上位机完成通信，模拟温室大棚环境参数采集。

5月11日-5月17日整理材料，撰写论文初稿。

5月18日-5月24日查重并修改论文完成论文定稿。

5月25日-5月29日整理材料，完成PPT，准备答辩。