ZigBee控制系统论文提纲

论文题目：基于ZigBee的温室大棚无线温湿度控制系统设计

摘要：随着经济的发展和人民物质生活水平的提高,大量果蔬的日常需求量变得很大。我国人口众多,但大部地区处于寒温带,由于温湿度原因,大部地区秋冬季节不适宜种植,所以需要建设温室来达到可以在秋冬季节也能种植新鲜果蔬。从而省去大批量的新鲜蔬果长途运输,资源浪费,而且对市场调控也有很大益处。由于温室大棚的巨大市场需求,且当前温室控制系统的不完善,当前大部分地区的温室,主要还是人力密集型管理,控制不精确,工作效率低,产能低下,控制管理难适应人口众多的需求。针对以上问题,本文设计了关于温室大棚的无线温湿度控制系统,应用该控制系统,工作人员无需每日在温室里检测温湿度,只需要通过远程终端监控就可以实现温室的管理。该系统的应用将实现大面积温室的集中远程控制,最终达到高效、高产、自动化控制程度高的目的,从而适应经济高速发展,减少了资源的浪费。本文将采用ZigBee无线网络技术实现温室温湿度的远程检测控制。首先,在分析和研究ZigBee的特点和温室远程控制系统的基础上,完成系统的整体架构设计。从控制系统模块化设计方面,重点阐述系统的不同层次设计即上位机客户端、中间层无线传输模块、终端测量控制模块设计;其次,根据整个系统特性,做出硬件选型。本文应用DS18B20温度传感器、DHT11湿度传感器作为温湿度检测核心部件,以及ZigBee模块CC2530作为核心控制器,实现温湿度数据处理、功能模块控制和无线传输等功能;再次,论文完成了系统各层次硬件电路设计、节点程序编写、运行软件编写;最后,论文完成整个系统的整合、调试,满足设计要求,可以实现预期的数据采集和传输、客户端信息处理和终端控制命令下达等系统功能。本设计实现了温室大棚的无线控制管理、控制精准,提高了工人工作效率。

关键词：ZigBee;无线网络技术;CC2530;无线温湿度控制系统

学科专业：电子与通信工程（专业学位）

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 温室大棚国内外研究概况及发展趋势

1.2.1 国内研究概况

1.2.2 国外研究概况

1.3 无线传感网络技术的发展概况

1.3.1 无线传感器网络技术概况

1.3.2 无线传感器网络选型

1.4 论文结构

2 系统总体设计

2.1 ZigBee技术研究

2.1.1 ZigBee技术概况特点

2.1.2 ZigBee协议栈

2.1.3 ZigBee网络

2.1.4 ZigBee应用及前景

2.2 温室大棚温湿度控制特点

2.2.1 温湿度对作物生长的影响

2.2.2 温度与湿度耦合关系

2.2.3 本文温湿度控制方案

2.3 系统总体设计方案

2.3.1 系统技术指标需求

2.3.2 系统总体设计

2.3.3 系统硬件设计

2.3.4 系统软件设计

2.4 核心硬件选型

2.4.1 ZigBee无线模块

2.4.2 温湿度传感器

2.5 本章小结

3 控制系统硬件模块设计

3.1 ZigBee无线模块

3.2 系统供电模块

3.3 温湿度采集电路

3.3.1 温度采集电路

3.3.2 湿度采集电路

3.4 温湿度控制电路

3.5 辅助电路设计

3.5.1 USB转串口电路

3.5.2 手动按键复位电路

3.5.3 调试接口电路

3.5.4 网络状态指示电路

3.6 本章小结

4 控制系统软件设计

4.1 ZigBee无线网络系统设计

4.1.1 IAR软件安装及Z-Stack协议栈

4.1.2 无线网络系统整体设计

4.1.3 协调器节点设计

4.1.4 路由器节点设计

4.1.5 终端节点设计

4.2 温湿度PID控制

4.2.1 PID控制原理

4.2.2 增量式PID算法

4.2.3 系统PID控制

4.3 客户端软件设计

4.4 本章小结

5 系统测试

5.1 系统通信测试

5.2 温湿度PID控制测试

5.2.1 温湿度监测模块测试

5.2.2 温湿度控制模块测试

5.3 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢