基于 STM32 ZigBee 技术的农业环境监控系统设计开题报告

 2022-11-25 14:18:48

1. 研究目的与意义

背景:在温室农业生产中,温度和湿度是2个非常重要的指标,直接关系到作物的产量和质量。

温度过高过低都妨碍作物的正常生长,甚至引起冻害和灼伤,严重时导致作物死亡; 而湿度太高,作物的蒸腾作用减弱,生命力下降,容易滋生病菌,引起病害发生,湿度太低,会加速植物的蒸腾作用,加大对水分的消耗,容易引起蔬菜作物失水。

本课题研究的目的与意义在于采用STM32处理器,通过ZigBee节点组成无线传感器网络,采集农业环境中的温度信息,通过协调器收集汇总温度信息,再通过 STM32 以太网芯片将无线传感器网络连入以太网,在远程端发送命令并查看无线传感器网络信息和各个节点采集的温度信息意义:基于ZigBee协议提供的无线网络平台集成度高、可靠性高、功耗低、成本低、体积小,整个网络所使用的无线频率是国际通用的免费频段(2.4~2.48GHz ISM),传输的方式是抗干扰能力强的直序扩频方式(DSSS),网络的自组织、自愈能力强。

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2. 课题关键问题和重难点

本课题主要设计一个ZigBee技术的农业环境监控系统。

课题的关键问题是如何搭建相关硬件并用单片机对ZigBee传输的传感器信息进行处理,以达到设计目标的精度。

要解决的主要难点有: (1)据设计指标要求完成ZigBee相关硬件的设计,使之能适应所选STM32微处理器信号电平要求,便于与后续电路接口;(2)组网之前协调器和精简功能设备已经配置好各自的MAC地址 ,要保证相互之间不冲突。

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3. 国内外研究现状(文献综述)

就无线传感器网络技术本身而言,我国在传感器组网方面的研究工作做得还较少,大多还停留在基础理论跟踪国际研究阶段,缺乏典型的实际应用示范及产业竞争优势。

温室无线传感网络测控系统将解决目前温室等设施的一系列缺陷和弊端,有助于增强农业生产机械化、自动化作业程度,提高设施环境调控智能化的能力,实现自动调控温室内的温度、湿度、光照、CO2浓度等环境因子的目标。

因此温室无线传感网络测控系统在国内外市场潜在用户巨大、市场前景良好,经济效益显著。

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4. 研究方案

根据要求,确定如下方案:以stm32为微控制器板。

该设备通过USB连接到PC机的设置方法。

系统总体设计如下: 有一些输入/输出引脚连接到传感器。

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5. 工作计划

第1周接受任务书,领会课题含义,按要求查找相关资料;第2周阅读相关资料,理解有关内容;第3周翻译相关英文资料,提出拟完成本课题的方案,写出相关开题报告一份;第4周确定温度传感器、湿度传感器,参阅有关资料,分析采集调理电路工作原理;第5周参阅有关资料,理解Zigbee通信协议,设计Zigbee通信软件;第6周阅读有关stm32设计方面的资料,设计stm32扩展电路;第7周确定并绘制stm32系统电路,分析stm32扩展电路工作原理;第8周理解温度湿度传感器模块使用要求,设计控制软件框图;第9周设计软件程序;第10周 硬件制作/完善软硬件设计;第11周 软硬件联调/软件调试;第12周 进行毕业设计说明书写作,填写业务总结,接收验收成果,接受答辩资格审查;第13周 准备参加答辩;

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