1. 研究目的与意义
随着社会文明的发展和进步,人口数量急剧增长,对粮食和蔬菜的需求不断增长,传统的自然生产已经无法满足需要,人们需要随时掌握周围环境的变化。
通过对需要监测环境中的温度、湿度、二氧化碳浓度、光强等自然因素监测,实时掌握各种因素的变化情况。
传统环境监测主要以人工的为主,但人工监测费时费力,实时性差,同时由于传感器能量补充比较麻烦。
2. 课题关键问题和重难点
对太阳能板、ZigBee模块、传感器的选型及相关信号扩展电路设计,包括温度检测器件、湿度检测器件等的选择及扩展电路设计,使之能适应所选单片机信号电平要求,便于与后续电路接口;对无线环境监测系统的硬件电路设计,包括单片机与检测调理电路的接口设计,单片机与显示电路的接口,单片机与ZigBee模块的接口;对无线户外环境监测系统的软件设计,包括温、湿度信号输入处理模块设计,信号显示模块设计,信号无线发送ZigBee模块设计;进行系统软硬件调试,分块进行,最后完成整体功能调试;难点在于ZigBee应用开发环境的搭建与各个模块之间的连接通信以及对硬件选取的设备兼容性。
3. 国内外研究现状(文献综述)
当前,人力资源成本愈发昂贵,智慧农业已经成为现代农业发展的必然趋势,而使用无线传感器节点构建的网络,则是智慧农业获取信息的主要途径。
在无线传感器网络(WSN)节点的实际应用中,节点的能量供给问题是制约WSN 性能的关键问题。
WSN 节点的能量供给问题关系到WSN 的生存周期和整个系统工作的稳定性,已经成为无线传感网亟待解决的问题。
4. 研究方案
整个系统由带有处理器模块的传感器节点模块和电源供给模块组成。
其中,电源供给模块包括太阳能电池模块和充电电池模块,开关S1 实现对充电锂电池的选择,开关S2 实现对放电锂电池的选择。
此外,还在基站点接入PC 机,负责调出并显示电池的电压值及各传感器测得的环境参数值。
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;翻译相关英文资料第 2 周 阅读相关资料,理解有关内容;写出开题报告一份;第 3 周 确定传感器、ZigBee,参阅有关资料,分析信号调理电路工作原理;第 4 周 设计信号调制与无线传输电路参数;第 5 周 设计单片机扩展电路并绘制单片机系统电路;期中检查;第 6 周 购买材料,搭建硬件电路;第 7 周 分析单片机扩展电路工作原理,设计控制软件框图;第 8 周 完成软件程序;第 9 周 硬件制作调试和完善软件设计;第10周 软硬件联调;验收成果;第11周 完成毕设论文查重,提交毕设论文终稿和检测报告,接受答辩资格审查;第12周 评阅教师评阅论文;参加答辩。
第13周 检查毕设文档;毕设结束。
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