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《西北农林科技大学》 2010年
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基于ZigBee无线传感器网络的农田信息监测研究

代媛  
【摘要】: 农田信息实时监测系统可为精细农业管理提供科学的依据,对提高作物的产量和质量具有重要意义。针对现有的农田监测系统大多采用有线数据传输方式所存在的局限性,本文以适合农业信息监测的无线通信技术为对象,对基于ZigBee的农田信息监测系统中数据的采集、传输和汇聚等问题进行研究,主要内容和结论如下: (1)设计一个基于ZigBee技术的树型无线传感器网络。该网络由协调器、路由器和传感器节点构成。传感器节点将采集的农田信息通过无线方式直接或通过路由器转发至协调器,协调器将收集的信息通过RS-232串口传送给PC机显示并存储。解决了农田远程监测系统数据采集近距离部分的无线传输与收集的问题。 (2)以系统的低功耗和可靠性为出发点,传感器节点采用Chipcon公司的CC2430射频芯片为核心处理器,利用低功耗电缆型数字传感器探头DB171采集温湿度信息,设计开发了传感器节点硬件电路,包括无线传输模块、CC2430接口模块、复位电路模块、电源电路模块、数据采集模块、扩展电路模块及外围电路。在此基础上完成电路板的制作与调试。 (3)对ZigBee2006规范的Z-Stack协议进行分析研究,开发了网络组建、系统绑定、数据采集、数据传输及数据接收等系统各节点的应用程序,实现数据的采集、传输与收集。 (4)在系统的设计中充分利用传感器节点射频芯片CC2430的低功耗睡眠模式及通过选择性发送数据措施降低节点能耗,延长了电池寿命及更换周期。 (5)实验测试结果表明,该农田监测系统可以实时的监测温度、湿度等环境信息,且传感器节点有着较好的节能效果。满足农田信息监测过程中对多测点、移动性、便捷性等方面的要求,解决了农业信息监测中受复杂环境因素的影响而布线不便的难题,能够满足农业环境监测自动化、信息化的需求,对提高农业现代化水平有着重要意义。
【学位授予单位】:西北农林科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP274

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 郑李鹏;基于WSN的奶牛信息采集网关节点研究与设计[D];西北农林科技大学;2011年
2 黄超;基于WSN和RFID的奶牛信息采集终端节点的设计[D];西北农林科技大学;2011年
3 曹秀岚;基于无线传感网络的跑道侵入检测告警系统研究[D];南京航空航天大学;2012年
4 周曼丽;植物工厂环境控制系统的设计[D];江苏科技大学;2012年
5 刘海静;基于无线传感网的环境监测系统的研究与实现[D];内蒙古大学;2013年
6 赵宇;边界层无线探空仪的设计[D];南京信息工程大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李宇;徐勇军;;基于ZigBee的WSN路由研究与实验[J];电子技术应用;2007年05期
2 毛竞;关欣;李巧云;;我国数字农业发展现状与发展趋势[J];广东农业科学;2007年12期
3 鲍军民;;ZigBee技术在温室监控系统中的应用[J];农机化研究;2008年02期
4 乔晓军,沈佐锐,陈青云,魏超;农业设施环境通用监控系统的设计与实现[J];农业工程学报;2000年03期
5 句荣辉,沈佐锐;基于短信息的温室生态健康呼叫系统[J];农业工程学报;2004年03期
6 周国祥,周俊,苗玉彬,刘成良;基于GSM的数字农业远程监控系统研究与应用[J];农业工程学报;2005年06期
7 孙忠富;曹洪太;李洪亮;杜克明;王迎春;苏晓峰;蔡田芳;刘爽;褚金翔;;基于GPRS和WEB的温室环境信息采集系统的实现[J];农业工程学报;2006年06期
8 郑重;马富裕;张凤荣;刘恩博;陈赞辉;;农田水分监测与决策支持系统的实现[J];农业工程学报;2007年07期
9 包长春;石瑞珍;马玉泉;刘荣昌;伦翠芬;王庆祝;刘士光;;基于ZigBee技术的农业设施测控系统的设计[J];农业工程学报;2007年08期
10 杨玮;李民赞;王秀;;农田信息传输方式现状及研究进展[J];农业工程学报;2008年05期
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 张芸薇;基于ZigBee无线传感网数据采集的设计与实现[D];大连理工大学;2007年
2 周益;基于Zigbee技术的无线传感网络拓扑设计与实现[D];苏州大学;2009年
3 袁文鼎;ZigBee技术在气体浓度监测系统中的应用[D];西安建筑科技大学;2009年
4 韩华峰;农业环境信息远程监控与管理系统设计[D];中国农业科学院;2009年
5 李彬;基于ZIGBEE和实时数据库技术的无线数据采集系统研究[D];山东理工大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈孟元;凌有铸;;基于ZigBee通信技术的烟叶醇化库分布式温湿度检测系统设计[J];安徽工程大学学报;2011年03期
2 夏振华;陈跃东;陈孟元;;基于C/S构架的无线传感器网络在粮库监测系统中的研究[J];安徽工程大学学报;2011年04期
3 王建文;李少波;;农业监控系统软件的设计与实现[J];安徽农业科学;2006年08期
4 余华;孙艳红;车银超;郭玉峰;;无线传感器网络在现代农业中的应用[J];安徽农业科学;2010年04期
5 黎贞发;李春;刘淑梅;;日光温室气象服务技术发展现状与展望[J];安徽农业科学;2010年12期
6 崔哲伟;史智兴;李婧;;基于QT Embedded并行处理嵌入式农田服务器的设计与实现[J];安徽农业科学;2010年25期
7 王铁;黎贞发;张海华;;设施农业气象监测系统的设计与开发[J];安徽农业科学;2010年29期
8 王克强;岳洪伟;蔡肯;;稻飞虱迁飞环境监测网络中的ZigBee网关实现[J];安徽农业科学;2011年23期
9 刘洋;杨维;;基于物联网的农田现场无线传感器网络数据汇聚机制[J];安徽农业科学;2011年26期
10 杨靖;白保良;李捍东;;基于GSM和WSN的温室环境监控系统设计[J];安徽农业科学;2012年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王海峰;王丙莲;孔祥龙;刘瑞霞;郭强;;基于ZigBee网络和藻细胞传感器的农业环境监测系统设计[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 于亮亮;刘刚;王俊;;基于IEEE802.15.4的温室环境信息采集系统[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
3 任守华;高军;张瑞;孟志军;;基于单株果树产量测量装置的研究开发[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
4 张帆;刘刚;刘春红;;基于WEB和GPRS的温室远程监测与管理系统设计[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
5 李晓金;杨方;王得全;何跃全;詹平;水军;熊永喜;;基于无线传感器网络的温室环境监测系统设计[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
6 田芳明;衣淑娟;谭峰;王晓亮;闫丽;刘英楠;;智能育秧群棚监控系统的设计与应用[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
7 苏全义;何培祥;李庆东;;基于GPRS智能温室环境监控系统硬件设计[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(2)[C];2009年
8 张喆;曾洁;魏梅;尤国红;卢毅;;Zigbee无线通信技术及应用[A];2007北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会议论文集(下册)[C];2008年
9 王广西;赖万昌;葛良全;李丹;于新华;谷水亮;;基于无线通信技术的便携式伽玛能谱仪的研制[A];第七届全国核仪器及其应用学术会议暨全国第五届核反应堆用核仪器学术会议论文集[C];2009年
10 席桂清;田芳明;衣淑娟;谭峰;;基于GSM网络的寒地水稻育秧大棚智能监测系统设计与试验[A];黑龙江省农业工程学会2011学术年会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 宋广树;东北地区玉米和水稻低温冷害诊断指标与远程决策管理系统研究[D];中国农业科学院;2011年
2 宋保业;面向服务任务的智能空间支持技术研究与实现[D];山东大学;2011年
3 胡永光;基于气流扰动的茶园晚霜冻害防除机理及控制技术[D];江苏大学;2011年
4 裘正军;基于GPS、GIS及虚拟仪器的精细农业信息采集与处理技术的研究[D];浙江大学;2003年
5 司慧萍;自然通风动态温度调控的智能气动开窗系统[D];浙江大学;2003年
6 陈金鹰;地震勘探数据采集与传输体系研究[D];成都理工大学;2006年
7 李金才;生态农业标准体系与典型模式技术标准研究[D];中国农业科学院;2007年
8 叶涛;精准农业的农田信息采集系统研究与开发[D];中国农业科学院;2006年
9 褚金翔;温室番茄生长发育模型建立与参数实验研究[D];中国农业科学院;2008年
10 胡君萍;直接序列超宽带系统的脉冲波形研究[D];武汉理工大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 余冰;基于Zigbee技术的智家居监控系统[D];南昌航空大学;2010年
2 张振;基于无线传感器网络的粮仓监控系统研究[D];郑州大学;2010年
3 许俊杰;无线通信技术在设备状态监测中的研究与应用[D];郑州大学;2010年
4 陈华方;基于WSN和Verhulst位移模型的山体滑坡监测系统研究[D];郑州大学;2010年
5 闫文浩;恒温炉内铸件温度无线检测系统设计[D];大连理工大学;2010年
6 姜浩;基于ZigBee无线网状网络在智能家居领域的实现[D];大连理工大学;2010年
7 章毅;基于ZigBee协议的传输系统设计[D];辽宁工程技术大学;2009年
8 颜语;无线传感网络在环境监测中的应用[D];辽宁工程技术大学;2009年
9 赵悦;综采工作面环境参数检测系统[D];辽宁工程技术大学;2009年
10 李定江;基于ZigBee的大棚环境监控系统的设计[D];辽宁工程技术大学;2009年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张德洪;;无线传感器网络系统性能测试与应用[J];安顺学院学报;2011年01期
2 黄漫国;樊尚春;郑德智;邢维巍;;多传感器数据融合技术研究进展[J];传感器与微系统;2010年03期
3 周雅琴;谭定忠;;无线传感器网络应用及研究现状[J];传感器世界;2009年05期
4 赵景宏;李英凡;许纯信;;Zigbee技术简介[J];电力系统通信;2006年07期
5 徐广毅,张晓林,崔迎炜,杨欣昕,吴小伟;嵌入式Linux系统中GUI系统的研究与移植[J];单片机与嵌入式系统应用;2004年10期
6 胡非,洪钟祥,雷孝恩;大气边界层和大气环境研究进展[J];大气科学;2003年04期
7 齐丽娜,干宗良;一种新的无线技术ZigBee[J];电信快报;2004年09期
8 李宇;徐勇军;;基于ZigBee的WSN路由研究与实验[J];电子技术应用;2007年05期
9 张志勇;辛长宇;朱玉龙;吉小军;;Pt100温度传感器非线性的补偿方法与电路实现[J];电子器件;2007年06期
10 逄玉俊,杜忠复;确定基本概率赋值的一种新方法[J];抚顺石油学院学报;1994年01期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 徐军委;下一代互联网中无线传感器网络协议理论与技术的研究[D];中国科学技术大学;2007年
2 姜楠;无线传感器网络自组织演化模型及其关键技术研究[D];南京航空航天大学;2008年
3 周晓芳;无线传感器网络中路由协议的跨层设计研究[D];中国科学技术大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 冯宾;基于ZigBee无线网络技术的现代温室环境检测系统研究[D];安徽农业大学;2010年
2 颜语;无线传感网络在环境监测中的应用[D];辽宁工程技术大学;2009年
3 张晓娜;基于ZigBee技术的无线温度传感器网络节点的设计[D];西安电子科技大学;2011年
4 魏雄烈;基于粒子群算法的三维无线传感器网络定位方法研究[D];北京邮电大学;2011年
5 彭忠全;基于ZigBee的无线测控系统设计与实现[D];江西理工大学;2011年
6 许全文;无线传感器网络中节能路由算法的研究及应用[D];重庆理工大学;2011年
7 赵庆柱;基于zigbee的智能楼宇环境监测无线传感网络[D];山东科技大学;2011年
8 林月芳;粮库温湿度测量与防火防盗监测系统[D];中国农业大学;2003年
9 李迎霞;温室环境智能控制算法研究[D];中国农业大学;2005年
10 司永胜;基于无线数传技术的农田数据采集系统的设计与开发[D];河北农业大学;2005年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 胡龙军;薛令阳;张毅;邓晋文;;便携式奶牛信息管理终端的研究[J];农业网络信息;2013年05期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 李长悦;基于WSN的奶牛信息采集系统路由节点研究与开发[D];西北农林科技大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张军国;李文彬;韩宁;阚江明;;基于ZigBee无线传感器网络的森林火灾监测系统的研究[J];北京林业大学学报;2007年04期
2 杨菁,余成波,胡晓倩;GPRS技术及其应用探析[J];重庆工学院学报;2004年01期
3 孙雨耕,张静,孙永进,房朝晖;无线自组传感器网络[J];传感技术学报;2004年02期
4 武装,周云峰;基于GPRS+WEB分散点工业数据采集与监控[J];传感器技术;2004年06期
5 辛颖;谢光忠;蒋亚东;;基于Zig Bee协议的温度湿度无线传感器网络[J];传感器与微系统;2006年07期
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中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 朱小菲;工控组态软件的设计与实现[D];吉林大学;2005年
2 贺文;基于IEEE802.15.4/ZigBee的无线传感器网络研究[D];浙江大学;2006年
3 刘晓宁;ZigBee无线传感器网络在监控系统中的研究与应用[D];山东大学;2007年
4 耿瑞芬;ZigBee无线传感器网络的研究与应用[D];山东大学;2007年
5 周敏刚;基于IEEE1451.2标准和ZigBee协议的温室智能控制器的研究[D];浙江大学;2007年
6 田亚;基于ZigBee无线传感器网络系统设计与实现[D];同济大学;2007年
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中国期刊全文数据库 前10条
1 何运双,成建,舒朝君;电力系统信息监测控制系统[J];机床电器;2004年04期
2 缪相林,王观海,孙超,王军民;多线程技术在变电站保护信息监测系统中的应用[J];计算机工程与设计;2005年03期
3 曹树金;;专题·网络舆情信息监测(一)[J];图书情报知识;2011年06期
4 张玉峰;张婧;;基于数据挖掘的Web文本不良信息监测模型研究[J];情报理论与实践;2009年11期
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7 李真;;IPv6网络安全无线信息监测技术实现[J];微计算机信息;2008年36期
8 乔立娜;;美国劳动力市场信息监测的实践与特点[J];电子政务;2010年05期
9 王新;邹海;;合肥数字水务暨防汛指挥系统的设计与实现[J];现代计算机(专业版);2007年07期
10 刘俊利;乌建中;陈耿彪;许晔;;无线网络控制系统中的数据信息提取[J];机电一体化;2008年07期
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1 马英楠;赵鹏霞;高星;;社区安全管理与服务平台研究[A];中国职业安全健康协会2009年学术年会论文集[C];2009年
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10 任永良;常玉连;高胜;袁国英;王妍;;基于最小二乘法的油田供水管网运行状态估计[A];2005年石油装备技术发展学术交流年会论文集[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 卓上雄;投资环境好坏企业说了算[N];海南日报;2006年
2 吕诺朱小燕;“十一五”末期我国食品安全信息监测覆盖面将达到90%[N];中国食品质量报;2007年
3 记者 苏晓春通讯员 潘欣;半数以上浙江民众对食品安全状况感觉较满意[N];浙江日报;2008年
4 吴佳佳;“十一五”末食品安全信息监测覆盖面将达90%[N];经济日报;2007年
5 记者 郑小青;食品安全信息监测覆盖面将达90%[N];商务时报;2007年
6 市纪办 何妙霞;海口:设立软环境监测点[N];中国纪检监察报;2005年
7 记者 王志彦 通讯员 俞丽辉;浦东推出楼宇信息监测平台[N];解放日报;2011年
8 朱晓涛;我市建立100个计生信息监测点[N];安阳日报;2007年
9 焦桂莉 吕天霞;全省食品安全状况信息监测工作已全部完成[N];黑龙江经济报;2007年
10 本报记者 江娜;没有生产信息监测就像少了一条腿[N];农民日报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 吕俊萍;运用基因芯片技术研究复方丹参及其有效单体的内皮保护作用机理[D];四川大学;2004年
2 吴承荣;骨干通道上的网络论坛通信信息监测和分析的关键技术研究[D];复旦大学;2011年
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1 刘海波;动态Web信息监测相关技术研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
2 刘丹;楼宇经济信息监测平台的设计与实现[D];北京交通大学;2014年
3 陆晓雯;虚拟机资源监测调整机制研究[D];华中科技大学;2008年
4 黄旭;基于信息搜集与内容分析的互联网不良信息监测技术研究[D];苏州大学;2008年
5 沈金毅;基于WBEM的网络管理研究与设计[D];苏州大学;2008年
6 胡楠;网络服务信息监测系统设计与实现[D];北京邮电大学;2011年
7 张霞;森林信息监测用无线传感器网络节点的研究[D];北京林业大学;2010年
8 许少东;汝箕沟矿综放试采面围岩运动信息监测及分析[D];西安科技大学;2004年
9 徐缓;网络信息监测与封堵技术的研究[D];南昌大学;2007年
10 刘鑫;移动IPv6网络安全防御体系关键技术研究[D];北京交通大学;2007年
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