基于物联网的智慧农业演示系统的设计与实现3172591.doc

***************** 实践教学 ******************* 兰州理工大学 计算机与通信学院 2014年春季学期 物联网综合应用实践课程设计 题 目：基于物联网的智慧农业演示系统 专业班级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 成 绩： 目录 摘要 3 前言 4 一 概述 5 1.1 TDR一3A型土壤温湿度传感器介绍 5 1.2 CC2530介绍 6 1.3 物联网整体架构图 9 二、传感层 9 2.1传感层设计 9 2.2传感节点设计 10 2.3 网关节点设计 11 三、传输层 12 3.1传输层系统设计 12 3.2目标设计 12 四、应用层 13 4.1 系统设计 13 4.2传感节点的主程序设计 13 4.3网关节点的主程序设计 14 五、硬件模块设计 16 六、编码 17 总结 19 致谢 20 参考文献 21 摘要 农业生产过程中,温度、湿度、光照强度、C02浓度、水分以及其他养分等多种自然因素共同影响农作物的生长,传统农业的管理方式远远没有达到精细化管理的标准,只能算是粗放式管理,在这种管理方式下,通过人的感知能力管理上述环境参数,无法达到准确性要求,要实现现代农业的智能化管理,建立一个实用、可靠、可长期监测的农业环境监测系统是非常必要的。 关键字: 温湿度数据采集; CC2530; Zigbee协议栈; 无线传感网络 前言 物联网被认为是继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮。物联网以感知为前提，实现人与人、人与物、物与物全面互联的网络。在物体上植入各种微型芯片，用这些传感器获取物理世界的各种信息，再通过局部的无线网络、互联网、移动通信网等各种通信网路交互传递，从而实现对世界的感知。物联网在农业上的应用将会使农业生产方式产生重大变革，会急速促进我国农业生产问题上面临的种种问题。 一 概述 农业是当今世界农业发展的趋势，中国作为一个农业大国，对于精准农业的需求更为迫切，怎样合理经济地以少投入获得多回报，这不仅是可持续发展的要求，更是社会进步的体现。农田的环境监测是支撑精准农业技术的关键，实时、方便、有效地采集农业环境参数是实现精准农业的重要基础。 传统的农业监测系统多采用有线组网的方式或者直接采用人工实地检测获得环境数据，这两者都具有局限性。有线组网方式缺乏灵潘陛，受地理环境的限制，线路资源损耗较大，难以实现远距离监测；人工实地检测更耗费人力、物力，且获取的数据量有限，此外受主观因素限制，测量结果难免出现误差。新兴的物联网技术为农田信息获取提供了一个崭新的思路。本文基于物联网技术构建了精准农业环境监测系统，研究人员在总控制室就能对农田进行远程实时监控，根据空气温湿度、光照强度、土壤湿度和土壤pH值等农情信息做出正确决策，满足精准农业自动化、经济化、准确化的要求。 随着农业科技的发展，以及国家对三农的的高度重视，特别是国家2012农业国家一号文件颁发后。国家科技园、各大农业园区、农场等农业机构企业积极寻求在良种培育、节本降耗、节水灌溉、农机装备、新型肥药、疫病防控、加工贮运、循环农业、海洋农业、农村民生等方面的高新技术，力求突破现存的农业技术瓶颈，真正实现现代农业监测系统。 由于条件所限，本次课设只对数据采集做详细介绍，本次课设将使用CC2530读取温湿度传感器TDR一3A的温度和湿度数据， 并通过CC2530内部的ADC得到光照传感器的数据。最后将采样到的数据转换然后在LCD上显示。其中对温湿度的读取是利用CC2530的I/O（P1.0和P1.1）模拟一个类IIC的过程。对光照的采集使用内部的AIN0通道。 1.1 TDR一3A型土壤温湿度传感器介绍 TDR-3A型土壤水分温度（一体）传感器是将温度和湿度集于一体，具有密封，防水，精度高等特点，是测量土壤温度和湿度的理想仪器。 性能指标 湿度： 测量参数：土壤容积含水量 单 位：%（m3/m3） 量 程：0～100%（m3/m3） 精 度：0～50%（m3/m3）范围内为±2%（m3/m3） 测量区域：90%的影响在围绕中央探针的直径3cm、长为6cm的圆柱体内 稳定时间：通电后约1秒 响应时间：响应在1秒内进入稳态过程 工作电压：12V—24V DC 工作电流：50～70mA，典型值50 mA 输出信号：4～20mA标准电