虚拟仪器的灌溉信息系统设计路由与网关节点
由于农业灌溉用水的使用量越来越大，我们为了帮助减少灌溉用水的使用，设计了本次课题，通过现代信息技术来对农田信息进行采集，传输，分析和控制。本次设计的课题中我们使用的是zigbee2530模块来进行路由节点和网关节点的无线传输，把zigbee2530作为设计的核心部分。路由节点包含了无线通信模块，电源模块，还有LED模块。网关节点包含了无线通信模块，电源模块，LED模块，还有外接GPRS模块。我们将前端采集到的数据通过无线传输给路由节点，再有路由节点通过无线传输给网关节点，因为网关节点上外接有一个GPRS模块用来吧数据传输到数据库，上位机从数据库里接收相应的数据进行分析处理，再把命令发送给前端控制节点对农田灌溉进行控制。关键词 虚拟仪器 , zigbee网关协议, GPRS, 无线传输
目录
1 引言 1
1. 1 课题背景及意义 1
1. 2 灌溉系统的发展现状 2
1.3 课题主要研究内容 2
2 总体方案的确立 3
2.1 系统结构 3
2.1.1路由节点 3
2.1.2网关节点 4
3路由节点 5
3.1 中央处理模块 5
3.1.1CC2530的选用 5
3.1.2 CC2530使用引脚介绍 6
3.2 电源模块 7
3.3 LED模块 8
4 网关节点 8
4.1中央处理模块 8
4.2电源模块 8
4.3无线传输模块 8
5 系统的软件调试 10
5.1 无线传输的软件调试 10
5.2 波特率的修改 17
5.3 误包率的检测 18
5.4 LED模块的软件调试 19
6 系统联调 21
结论 23
致谢 24
参考文献 25
1 引言
水是一切生命生长过程、社会进步和经济发展不可或缺的必要自然资源和环境要素。但是由于社会人口的急剧增长、工农业的快速发展以及城市的不断扩建，人类对水资源的需求不断增多，再加上部分地区、公 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
司对水资源的不合理的使用，使得有限的水资源面临严重的短缺问题。当今社会是一个工业快速发展的社会，部分企业为了经济的增长不惜水资源的污染，使水资源短缺的问题进一步恶化。
水资源的短缺现已成为世界性的难题，特别是我国的情况更加严重，由于我国人口基数的庞大，所需要的农业用水也就占了最大的比重。水是日常生活必可不少的一部分，但是，它也是人类和其他生物生长过程中不可或缺的重要物质，是一切生命的源泉。因此，如何在农作物的生长过程中采取合理的灌溉方式也就成了当务之急。本文旨在根据我国国情设计一套可以自行监测土壤湿度的系统，它可以在农作物需要浇水的时候进行灌溉。从而既保证了农作物的正常生长，同时也达到了节约水资源的作用。我们此次设计的题目是基于虚拟仪器的灌溉信息系统设计路由与网关节点，为农田的信息采集和分析提供数据的传输。
1. 1 课题背景及意义
伴随着社会经济的不断进步，人们只注重了经济的单方面增长，反而忽视了环境的变化。目前，全球气候变暖已经变得日益严重，人们在不知不觉中破坏着为人类提供居住的地球环境，河流遭到污染，冰川迅速融化，森林逐渐消减，这些都是人类不断寻求发展所造成的后果。随着世界人口越来越多，所有生物的生存空间正在逐步缩小，一切生命赖以生存的淡水资源也在不断减少，诸多的环境问题无时无刻不在提醒人们在发展科学技术的同时不能对环境造成污染破坏，只有对资源合理的使用才能走得更远。
珍惜用水就是珍惜自己的生命。水是地球上一切生物生长过程中不可缺少的重要元素，地球上淡水的比例只占了百分之三，并且南北两极的冰川水开发使用非常困难，高寒地区的深层地下水也不能加以利用。所以，水资源并不是取之不尽用之不竭的，如果不珍惜利用淡水资源，总有一天水资源会枯竭人类生活将面临挑战。在整个地球的淡水资源中，农作物灌溉用水占了百分之七十的比例、工业发展用水占了百分之二十的比例、日常生活中的用水占百分之十。而我国又是一个人口大国，人们生活所吃的粮食越来越多，从而暴露了在灌溉过程中存在的水资源短缺问题，在农业灌溉中有很多地区还使用粗犷的灌溉方式，这不仅浪费了宝贵的淡水资源还不利于农作物的生长。综合以上情况，利用现有的技术理论采取合理的节水灌溉方式可以有效减轻水资源稀少的压力。抛弃以往的灌溉方式，根据不同的地质和农作物采取不同的灌溉方式，我们可以根据土壤的湿度大小来确定是否对农作物进行灌溉，这个设计保证了农作物的正常发育又节约了淡水资源的使用，是未来农作物灌溉的必然趋势。
1. 2 灌溉系统的发展现状
根据有关部门预测，到2050年，世界人口的总数将会从现在的70亿上升为90亿，全球人类对粮食的需求也会大大增加，同时灌溉农作物所需要的淡水量也会不断增加。因此，面对以上问题。要想从本质上解决水资源短缺这一难题就只有开发研究节水灌溉技术。
节水灌溉，顾名思义是要以最少的用水量对农作物进行灌溉，既要保证农作物的正常生长和达到预想的产量，又能节约淡水的使用量。传统的灌溉方式是比较粗犷的，广大农民在缺少技术指导的情况下，往往会大面积的浇水，不但会浪费水资源的使用，反而对农作物的生长和产量都会产生负面的影响。相比较之下，节水灌溉将会成为未来灌溉的首选方法，有着很好的发展前景。
由于我国的节水灌溉技术起步比其他发达国家较晚，但是，就目前水资源短缺的现状，国家已经对这项技术进行了一定的重视，并且取得了一定的效果。我国的喷灌技术起步比较早，滴灌技术在1990年左右发展迅速，滴灌技术的工作方式是对农作物的根部进行灌溉，这样裸露在土壤外面的水就较少，水的蒸发量也相应的减少，大大增加了水资源的利用率。正是因为滴灌的优点，才使得在短短的几十年就和起步较早的喷灌保持在同一水平，并且研究还在不断的进行，滴灌的发展将会很快超越喷灌，成为最普遍的灌溉方式。同时在地下修建灌溉管道进行地下灌溉也渐渐被人们所认可，原因就是减少水资源的蒸发。但也有一定的缺点，就是水的渗透问题，如果技术不成熟、防渗材料选择的不合理将会造成水资源的渗透浪费，值得庆幸的是，随着现代科技的飞速发展，这个问题将很快解决，地下灌溉技术也会慢慢普及开来进入人们的视线。
1.3 课题主要研究内容
节水灌溉技术的发展现状
节水灌溉信息系统的需求分析
路由的设计与实现
网关的设计与实现
路由与网关节点的测试与调试
系统联调
2 总体方案的确立
目录
1 引言 1
1. 1 课题背景及意义 1
1. 2 灌溉系统的发展现状 2
1.3 课题主要研究内容 2
2 总体方案的确立 3
2.1 系统结构 3
2.1.1路由节点 3
2.1.2网关节点 4
3路由节点 5
3.1 中央处理模块 5
3.1.1CC2530的选用 5
3.1.2 CC2530使用引脚介绍 6
3.2 电源模块 7
3.3 LED模块 8
4 网关节点 8
4.1中央处理模块 8
4.2电源模块 8
4.3无线传输模块 8
5 系统的软件调试 10
5.1 无线传输的软件调试 10
5.2 波特率的修改 17
5.3 误包率的检测 18
5.4 LED模块的软件调试 19
6 系统联调 21
结论 23
致谢 24
参考文献 25
1 引言
水是一切生命生长过程、社会进步和经济发展不可或缺的必要自然资源和环境要素。但是由于社会人口的急剧增长、工农业的快速发展以及城市的不断扩建，人类对水资源的需求不断增多，再加上部分地区、公 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
司对水资源的不合理的使用，使得有限的水资源面临严重的短缺问题。当今社会是一个工业快速发展的社会，部分企业为了经济的增长不惜水资源的污染，使水资源短缺的问题进一步恶化。
水资源的短缺现已成为世界性的难题，特别是我国的情况更加严重，由于我国人口基数的庞大，所需要的农业用水也就占了最大的比重。水是日常生活必可不少的一部分，但是，它也是人类和其他生物生长过程中不可或缺的重要物质，是一切生命的源泉。因此，如何在农作物的生长过程中采取合理的灌溉方式也就成了当务之急。本文旨在根据我国国情设计一套可以自行监测土壤湿度的系统，它可以在农作物需要浇水的时候进行灌溉。从而既保证了农作物的正常生长，同时也达到了节约水资源的作用。我们此次设计的题目是基于虚拟仪器的灌溉信息系统设计路由与网关节点，为农田的信息采集和分析提供数据的传输。
1. 1 课题背景及意义
伴随着社会经济的不断进步，人们只注重了经济的单方面增长，反而忽视了环境的变化。目前，全球气候变暖已经变得日益严重，人们在不知不觉中破坏着为人类提供居住的地球环境，河流遭到污染，冰川迅速融化，森林逐渐消减，这些都是人类不断寻求发展所造成的后果。随着世界人口越来越多，所有生物的生存空间正在逐步缩小，一切生命赖以生存的淡水资源也在不断减少，诸多的环境问题无时无刻不在提醒人们在发展科学技术的同时不能对环境造成污染破坏，只有对资源合理的使用才能走得更远。
珍惜用水就是珍惜自己的生命。水是地球上一切生物生长过程中不可缺少的重要元素，地球上淡水的比例只占了百分之三，并且南北两极的冰川水开发使用非常困难，高寒地区的深层地下水也不能加以利用。所以，水资源并不是取之不尽用之不竭的，如果不珍惜利用淡水资源，总有一天水资源会枯竭人类生活将面临挑战。在整个地球的淡水资源中，农作物灌溉用水占了百分之七十的比例、工业发展用水占了百分之二十的比例、日常生活中的用水占百分之十。而我国又是一个人口大国，人们生活所吃的粮食越来越多，从而暴露了在灌溉过程中存在的水资源短缺问题，在农业灌溉中有很多地区还使用粗犷的灌溉方式，这不仅浪费了宝贵的淡水资源还不利于农作物的生长。综合以上情况，利用现有的技术理论采取合理的节水灌溉方式可以有效减轻水资源稀少的压力。抛弃以往的灌溉方式，根据不同的地质和农作物采取不同的灌溉方式，我们可以根据土壤的湿度大小来确定是否对农作物进行灌溉，这个设计保证了农作物的正常发育又节约了淡水资源的使用，是未来农作物灌溉的必然趋势。
1. 2 灌溉系统的发展现状
根据有关部门预测，到2050年，世界人口的总数将会从现在的70亿上升为90亿，全球人类对粮食的需求也会大大增加，同时灌溉农作物所需要的淡水量也会不断增加。因此，面对以上问题。要想从本质上解决水资源短缺这一难题就只有开发研究节水灌溉技术。
节水灌溉，顾名思义是要以最少的用水量对农作物进行灌溉，既要保证农作物的正常生长和达到预想的产量，又能节约淡水的使用量。传统的灌溉方式是比较粗犷的，广大农民在缺少技术指导的情况下，往往会大面积的浇水，不但会浪费水资源的使用，反而对农作物的生长和产量都会产生负面的影响。相比较之下，节水灌溉将会成为未来灌溉的首选方法，有着很好的发展前景。
由于我国的节水灌溉技术起步比其他发达国家较晚，但是，就目前水资源短缺的现状，国家已经对这项技术进行了一定的重视，并且取得了一定的效果。我国的喷灌技术起步比较早，滴灌技术在1990年左右发展迅速，滴灌技术的工作方式是对农作物的根部进行灌溉，这样裸露在土壤外面的水就较少，水的蒸发量也相应的减少，大大增加了水资源的利用率。正是因为滴灌的优点，才使得在短短的几十年就和起步较早的喷灌保持在同一水平，并且研究还在不断的进行，滴灌的发展将会很快超越喷灌，成为最普遍的灌溉方式。同时在地下修建灌溉管道进行地下灌溉也渐渐被人们所认可，原因就是减少水资源的蒸发。但也有一定的缺点，就是水的渗透问题，如果技术不成熟、防渗材料选择的不合理将会造成水资源的渗透浪费，值得庆幸的是，随着现代科技的飞速发展，这个问题将很快解决，地下灌溉技术也会慢慢普及开来进入人们的视线。
1.3 课题主要研究内容
节水灌溉技术的发展现状
节水灌溉信息系统的需求分析
路由的设计与实现
网关的设计与实现
路由与网关节点的测试与调试
系统联调
2 总体方案的确立
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