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基于无线传感器的农业环境监测系统 毕业设计论文1.doc

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文档介绍:基于无线传感器的农业环境监测系统_毕业设计论文1-
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能交通、建筑物监测、空间探索等领域有着广阔的应用前景和巨大的应用价值,被认为是未来改变世界的十大技术之一、全球未来四大高技术产业之一。
1.2 研究背景
随着无线技术的快速开展和日趋成熟,无线通信也开展到一定的阶段,其开展的技术越来越成熟,方向也越来越多,越来越重要,大量的应用方案开场采用无线技术进展数据采集和通信。
微机电系统和低功耗高集成数字设备的开展,使得低本钱、低功耗、小体积的传感器节点得以实现。这样的节点配合各类型的传感器,可组成无线传感器网络〔WSN〕。无线传感网络是一种开创了新的应用领域的新兴概念和技术。广泛应用于战场监视、大规模环境监测和大区域的目标追踪等领域。传感技术、传感网络已经被认定为最重要的研究之一。因为无线传感器网络节点一般采用电池供电,工作环境通常比较恶劣,而且数量大、更换非常困难,所以低功耗是无线传感器网络最重要的设计准则之一,因此,它迫切需要对传统的嵌入式应用开发进展更新和改良,需要精心设计的软硬件系统,以使其可靠而耐用。
2003年,美国“技术评论“杂志论述未来新兴十大技术时,WSN被列为第一;美国“今日防务“杂志更认为WSN的应用和开展将引起一场划时代的军事技术革命和未来战争的变革。可以预测,WSN是信息感知和采集的一场革命,是21世纪最重要的技术之一[2]。低功耗无线传感模块,便是组成无线传感网络的节点。此方面的研究由来已久,是计算机应用的扩展,采用了大规模集成电路和嵌入式技术,使用智能微处理器对采集到的信息进展处理和加工。现已广泛应用于社会建立的各个层面和人们的日常生活当中。但过去的研究有的只考虑低功耗而性能不高,有的性能高但是功耗太大。
因此,在无线传感技术应用如此广泛的今天,在保证无线传感模块性能的同时又能实现其低功耗具有一定的理论和现实意义。
1.3研究目的
当前对于无线传感技术的研究仍然处在一个高速开展的阶段,低功耗就是其开展方向之一,而低功耗与高性能的结合实现还不完全。因此,为了更好的实现无线传感模块的功能,增加模块的可靠性和使用寿命,通过对无线传感节点的硬件功耗的分析,确定无线传感模块各单元的根本功率消耗,并进展相应比较,确定需重点降耗的单元,在此根底上结合当前对低功耗无线传感模块的研究,通过比照分析选择适宜的芯片完成对低功耗无线传输模块的自主设计和制作。并辅助软件开发人员完成各子模块的驱动编写,实现低功耗无线传感模块的整体通信功能。
1.4研究意义
无线传感网络是一种开创了新应用领域的新兴概念和技术。当前,传感技术、传感网络已经被认定为最重要的研究之一。无线传感器网络节点的稳定运行是整个网络可靠性的重要保障。低功耗无线传感模块研究具有极其重要的学习和研究价值,其功能的实现具有极其重要的理论和现实意义。
首先,现有的众多研究中,将性能和低功耗相结合的较少,有的只考虑低功耗而性能不高,有的性能高但是功耗太大。本文综合了性能和低功耗的共同需求,经过深入的分析和对芯片的数据比较,提出了低功耗无线传感模块的硬件设计思路。
其次,增加无线传感模块的应用。无线传感模块应用已非常广泛,除去组成无线传感网络的应用外,无线传感技术还广泛的应用于环境监测,如车间温湿度、压力等;短距无线通信等。实现了无线传感模块的低功耗,其对电能的需求就会更小,应用的围将会进一步的扩大。

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2 系统分析和总体设计
2.1 对无线传感器系统的要求
系统由温湿度传感器SHT11、光照传感器TSL2561,AT89S52单片机,无线数据传输模块PTR2000,PC和电源模块组成。传感器节点通过自组织方式构成网络,将采集到的数据沿着其他节点逐跳进展传输,传输到显示模块进展数据显示。
主要技术指标
〔1〕通信与组网:负责监测环境信息的传感器节点自组织搭建无线网络,并向管理和根底效劳层提供效劳支持;
〔2〕通信频段:2.4-2.4835Hz;
〔3〕采用通信协议标准:ZigBee协议标准;
〔4〕借点可靠通信围:200m;
〔5〕传感器精度:温度0.3℃〔25℃时〕,湿度:2.0%RH〔20—80%RH〕,光照强度:1l*。
2.2 系统组

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