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【6h】

基于物联网与GPRS的温室环境监测系统设计与实现

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摘要

1 引言

1.1 选题背景与意义

1.2 相关研究现状

1.2.1 国外发展现状

1.2.2 国内发展现状

1.3 主要研究内容

1.4 论文章节安排

2 相关理论概述

2.1 ZigBee概述

2.2 GPRS概述

2.3 物联网概述

2.4 无线传输技术

2.5 本章小结

3 需求分析及概要设计

3.1 系统整体需求

3.2 系统功能需求

3.3 环境监控系统整体设计

3.4 环境监控系统概要设计

3.4.1 信息采集子系统

3.4.2 数据传输子系统

3.4.3 数据处理子系统

3.4.4 后台数据库系统

3.5 本章小结

4 系统硬件设计

4.1 传感器节点设计

4.1.1 通信单元的设计

4.1.2 传感器单元的设计

4.2 通信模块设计

4.2.1 GPRS整体设计

4.2.2 网关硬件设计

4.2.3 通信模块的硬件设计

4.3 本章小结

5 系统软件设计

5.1 主程序设计

5.2 组网与入网程序设计

5.3 环境信息采集程序设计

5.3.1 环境信息采集程序

5.3.2 信息传输帧结构设计

5.3.3 Zigbee通信流程

5.3.4 基于神经网络的温室控制

5.4 GPRS网关软件设计

5.4.1 GPRS程序设计

5.4.2 通讯程序设计

5.5 数据库系统的设计

5.6 本章小结

6 系统的实现

6.1 系统实现

6.2 系统测试

6.3 本章小结

7 总结与展望

7.1 总结

7.2 展望

参考文献

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摘要

国内外温室种植业的实践经验表明,提高温室自动控制和管理水平能显著提高作物品质及产量并减少温室能耗。温室监控技术的发展对于温室产业乃至我国的农业现代化进程具有深远的影响。随着嵌入式技术、无线通讯技术以及自动控制技术的迅猛发展,温室监控技术也向着数字化、网络化、智能化方向发展。目前,我国温室监控系统的发展趋势为大量应用便捷、新兴的ZigBee技术,并采用GPRS进行数据传输。
  首先本文分析了现有温室监控网络中存在的问题,设计了一种基于物联网架构的系统。该系统包括基于ZigBee技术的信息采集子系统、基于GPRS技术的信息传输子系统和物联网软件系统。其次,采用ZigBee无线传感网络技术和GPRS远程传输技术相结合的组网方法,构造了一种安全可靠的无线智能监控网络;配置了数据监测管理系统,实现了物联网传输模块的串口数据通讯系统;设计了信息管理软件总体结构,采用模块化思想满足网络系统需求。然后是系统软件设计,包括主程序设计,对组网与入网程序、环境信息采集程序进行设计,包括环境信息采集程序、信息传输帧结构设计以及Zigbee通信流程等,同时对GPRS网关软件进行设计,包括GPRS通讯程序以及STM8S207CB通讯程序,并阐述了系统数据库的设计。最后是系统的实现,给出了温室环境实时监控中心的界面,包括环境监控界面、节点温度变化曲线界面以及历史数据生成文本文件界面等,并简述了界面的开发方法。

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