基于無線傳感器網(wǎng)絡的農(nóng)田土壤溫濕度采集系統(tǒng)的研究與設計.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡是一種新興的獲取、處理和傳輸?shù)臄?shù)字無線通信技術(shù)，近年來，在農(nóng)業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集中的應用日益廣泛。尤其是隨著精細農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡在農(nóng)田現(xiàn)場信息采集中的應用越來越成為研究的熱點。
　　在無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)中，傳感器節(jié)點是整個系統(tǒng)的基礎平臺，它是一個具有信息采集、數(shù)據(jù)處理以及無線收發(fā)等功能的微型嵌入式系統(tǒng)。本文設計了一種基于無線射頻芯片nRF24L01+的傳感器節(jié)點所組成的農(nóng)田土壤溫濕度信息采集系統(tǒng)。本文主要包括

2、系統(tǒng)的總體框架設計、各個功能模塊的選擇及其電路設計，各個模塊之間的連接設計以及路由協(xié)議和通信幀的設計。該系統(tǒng)從無線射頻芯片的選擇到路由協(xié)議的設計，突出了系統(tǒng)在設計上的低功耗、低成本。
　　論文首先介紹了課題的背景、土壤溫濕度監(jiān)測的目的與意義以及土壤溫濕度信息傳輸方式的研究現(xiàn)狀，提出了本系統(tǒng)在設計上的優(yōu)越性，接著介紹了本文所做的主要工作以及結(jié)構(gòu)安排，并在此基礎上結(jié)合無線傳感器網(wǎng)絡的系統(tǒng)架構(gòu)提出了農(nóng)田土壤溫濕度采集系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)以及系

3、統(tǒng)的路由設計以及上位機和匯聚節(jié)點的傳輸設計；其次，根據(jù)農(nóng)田土壤的溫濕度采集系統(tǒng)特點進行系統(tǒng)關(guān)鍵部件的低成本、低功耗的選擇，完成了主要包括溫濕度采集模塊、無線通信模塊、顯示模塊的硬件電路設計。再次，文章闡述了從傳感器節(jié)點到匯聚節(jié)點的通信軟件設計，在通信協(xié)議上，由于基于nRF24L01+的無線傳感器網(wǎng)絡的物理層和MAC層協(xié)議簡單，自身不具備復雜網(wǎng)絡的通信能力，參考了IEEE802.15.4協(xié)議，結(jié)合星型無線傳感器網(wǎng)絡的框架特點，在該通信芯片