无线传感网禽舍环境自动控制系统软件子系统
对于如今规模化畜牧业养殖过程中禽舍环境监控难的问题，设计开发了基于无线传感网络的禽舍环境自动控制系统。无线传感器技术是传感器技术与无线网络技术的结合，是一种新兴的科学技术。该系统可用于对禽舍环境参数（温湿度，光照，气体等）进行实时监测，并能够智能化的根据设定的环境指标上下限自动控制禽舍内相关设备的开启，从而最终达到将禽舍内环境参数控制在牲畜生长所需的正常环境的目的。本次软件设计主要包括了子节点软件部分和主节点软件部分。子节点软件设计部分主要是通过各种传感器（温湿度、光照、气体等）采集数据和发送，主节点设计部分主要是控制模块、执行模块、显示模块、报警模块等。通过各个子节点的传感器采集所需的信息发送到主节点，主节点进行显示、报警、键控等，实现对禽舍环境的自动控制功能。关键词 禽舍，环境控制，无线传感网
目 录
1 绪论 5
1.1 课题研究的背景和意义 6
1.2 无线传感网络的特点和应用 6
1.3 无线传感器网络的发展历程 8
1.4 禽舍养殖的国内外发展状况 9
1.5 论文研究内容 9
2 系统的总体设计 9
2.1 系统硬件设计 10
2.2 系统结构 11
2.3 网关结构 11
2.4 传感器网络结构 11
2.5 研究和解决的问题及预期效果 11
3 系统的软件设计 12
3.1 ZigBee 协议简介 12
3.2 软件设计语言选择 13
3.3 软件设计概述 13
3.4 软件主程序设计 14
3.5 主节点的软件设计 16
3.6 子节点的软件设计 23
4 硬件与调试 28
4.1 程序烧写 28
4.2 调试 29
结论 31
致谢 32
参考文献 33
1 绪论
禽舍是一个封闭的系统,禽舍内部环境的影响和制约的布局,造成了不同的环境。包括室内温度， *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
湿度，光，二氧化碳，氨和硫化氢等主要元素。全封闭的内部结构，确定禽舍和物质与能量的对外交换，将导致在禽舍环境的变化，这反过来又会影响家禽的生长。无线传感可以为各种传感器提供与控制主机之际哪的通信通道，各种传感器采集的数据经过无线传感的形式式传送给观察者，方便实行远距离监控。
1.1 课题研究的背景和意义
随着畜牧业的不断发展，为降低成本，这些年该产业逐渐朝着大规模集中养殖发展，但大规模养殖一旦爆发疾病，给养殖户带来的灾难将是致命性的。如何保证拥有一个让禽舍健康成长的禽舍环境现如今成为规模化畜牧业养殖的首要问题。同时，良好的生存环境也有利于各种动物的快速声场，提高产品质量和产量，从而提高养殖业的生产效益[1]。在传统条件下，家禽都是以自繁殖自散养的方式为主，但是近年来这种方式已是不能够满足当前社会的需求，养殖户就迫切的需要科学技术来提升对禽舍环境的监控。
这些年来，伴随着电子技术和计算机技术的飞速发，自动控制技术也取得了长足的发展，这就为无线传感器网络技术的发展提供了广阔的平台。使用这一项技术对禽舍的温度、湿度、光照强度以及气体质量等信息进行采集、监控、控制不仅能够极大的提高效率，而且能够很好的对各种动物的生存环境进行实时的监控，给各种动物的生长提供良好的环境。
1.2 无线传感网络的特点和应用
无线传感器网络的英文简称为WSN，是由许许多多的传感器节点构成的，通过无线通信网络件需要监控的参数进行上传，帮助主机做出正确的决策，这是当前国内外备受关注的新兴的科学技术网络，最早的研究来源于美国军方[2]。无线传感器网络能够通过各类集成化的微型传感器节点写作对各种环境或检测对象的信息进行持续不断的监控，通过无线自组织网络以多跳中继方式将所感知的信息传送给终端用户。
作为一种全新的新时代信息获取的平台，无线传感器网络技术具有许许多多的优点，具体有点如下：
（1）节点数量多，网络密度高。
无线传感器网络范围较小，因而通常会密集部署，通过网络中大量冗余节点地协同工作提高系统的工作质量。
（2）分布式的拓扑结构。
无线传感器往往采用分布式布置，所有节点地位平等，通过分布式协议协调各个节点以协作完成特定任务。节点可以随时加入或离开网络，不会影响网络的正常运行，具有很强的抗毁性[3,4]。
（3）自组织特性。
无线传感器使用的环境较为复杂，因此需要网络节点具有自组织能力。即在无人干预和其他任何网络基础设施的支持的情况下，可以随时随地自动组网，自动进行配置和管理，并使用合适的路由协议实现监测数据的转发[57]。
无线传感器网络由于十分方便，给人们的生活带来了极大的便利，因而被应用在各个领域，其研究、开发和应用很大程度上关系到国家经济的发展。因为无线传感器网络广阔的应用前景和潜在的巨大应用价值，近年来在国内外引起广泛的重视。另一方面，由于国际上各个机构、组织和企业对无线传感器网络技术及相关研究的高度重视，也大大促进了无线传感器网络的高速发展，使无线传感器网络在越来越多的应用领域开始发挥其独特的价值。
（1）智能交通
这是与交通运输相关联的一种运用，埋在接到或道路边的传感器在较高分辨率下采集交通运行状况的信息，即所谓的“智能交通”，它还可以与汽车进行信息之间的交互，比如说，道路状况危险警告或是前方交通堵塞等。
（2）智能农业
无线传感网络技术还可以应用于农业产业，即将温度/土壤组合传感器放置在农田中精确地计算出灌溉量和施肥量等。此应用所需传感器的数据相对较少，大约近万平方米面积配备一个传感器就可以了。类似地，病虫害的防治也可得益于对农田进行高分辨率的检测。另外，对于畜牧业，可以在猪或牛身上佩戴传感器，通过传感器监控动物的健康状况，一旦测量值超过阀值就会发出警告，以此提供畜牧业的产量和收益。本次毕业设计就是利用无线传感网络技术实现对禽舍环境的自动监测和远程控制，从而使得牲畜拥有一个良好适宜的生长环境，提高畜牧业的生产效益。
目 录
1 绪论 5
1.1 课题研究的背景和意义 6
1.2 无线传感网络的特点和应用 6
1.3 无线传感器网络的发展历程 8
1.4 禽舍养殖的国内外发展状况 9
1.5 论文研究内容 9
2 系统的总体设计 9
2.1 系统硬件设计 10
2.2 系统结构 11
2.3 网关结构 11
2.4 传感器网络结构 11
2.5 研究和解决的问题及预期效果 11
3 系统的软件设计 12
3.1 ZigBee 协议简介 12
3.2 软件设计语言选择 13
3.3 软件设计概述 13
3.4 软件主程序设计 14
3.5 主节点的软件设计 16
3.6 子节点的软件设计 23
4 硬件与调试 28
4.1 程序烧写 28
4.2 调试 29
结论 31
致谢 32
参考文献 33
1 绪论
禽舍是一个封闭的系统,禽舍内部环境的影响和制约的布局,造成了不同的环境。包括室内温度， *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
湿度，光，二氧化碳，氨和硫化氢等主要元素。全封闭的内部结构，确定禽舍和物质与能量的对外交换，将导致在禽舍环境的变化，这反过来又会影响家禽的生长。无线传感可以为各种传感器提供与控制主机之际哪的通信通道，各种传感器采集的数据经过无线传感的形式式传送给观察者，方便实行远距离监控。
1.1 课题研究的背景和意义
随着畜牧业的不断发展，为降低成本，这些年该产业逐渐朝着大规模集中养殖发展，但大规模养殖一旦爆发疾病，给养殖户带来的灾难将是致命性的。如何保证拥有一个让禽舍健康成长的禽舍环境现如今成为规模化畜牧业养殖的首要问题。同时，良好的生存环境也有利于各种动物的快速声场，提高产品质量和产量，从而提高养殖业的生产效益[1]。在传统条件下，家禽都是以自繁殖自散养的方式为主，但是近年来这种方式已是不能够满足当前社会的需求，养殖户就迫切的需要科学技术来提升对禽舍环境的监控。
这些年来，伴随着电子技术和计算机技术的飞速发，自动控制技术也取得了长足的发展，这就为无线传感器网络技术的发展提供了广阔的平台。使用这一项技术对禽舍的温度、湿度、光照强度以及气体质量等信息进行采集、监控、控制不仅能够极大的提高效率，而且能够很好的对各种动物的生存环境进行实时的监控，给各种动物的生长提供良好的环境。
1.2 无线传感网络的特点和应用
无线传感器网络的英文简称为WSN，是由许许多多的传感器节点构成的，通过无线通信网络件需要监控的参数进行上传，帮助主机做出正确的决策，这是当前国内外备受关注的新兴的科学技术网络，最早的研究来源于美国军方[2]。无线传感器网络能够通过各类集成化的微型传感器节点写作对各种环境或检测对象的信息进行持续不断的监控，通过无线自组织网络以多跳中继方式将所感知的信息传送给终端用户。
作为一种全新的新时代信息获取的平台，无线传感器网络技术具有许许多多的优点，具体有点如下：
（1）节点数量多，网络密度高。
无线传感器网络范围较小，因而通常会密集部署，通过网络中大量冗余节点地协同工作提高系统的工作质量。
（2）分布式的拓扑结构。
无线传感器往往采用分布式布置，所有节点地位平等，通过分布式协议协调各个节点以协作完成特定任务。节点可以随时加入或离开网络，不会影响网络的正常运行，具有很强的抗毁性[3,4]。
（3）自组织特性。
无线传感器使用的环境较为复杂，因此需要网络节点具有自组织能力。即在无人干预和其他任何网络基础设施的支持的情况下，可以随时随地自动组网，自动进行配置和管理，并使用合适的路由协议实现监测数据的转发[57]。
无线传感器网络由于十分方便，给人们的生活带来了极大的便利，因而被应用在各个领域，其研究、开发和应用很大程度上关系到国家经济的发展。因为无线传感器网络广阔的应用前景和潜在的巨大应用价值，近年来在国内外引起广泛的重视。另一方面，由于国际上各个机构、组织和企业对无线传感器网络技术及相关研究的高度重视，也大大促进了无线传感器网络的高速发展，使无线传感器网络在越来越多的应用领域开始发挥其独特的价值。
（1）智能交通
这是与交通运输相关联的一种运用，埋在接到或道路边的传感器在较高分辨率下采集交通运行状况的信息，即所谓的“智能交通”，它还可以与汽车进行信息之间的交互，比如说，道路状况危险警告或是前方交通堵塞等。
（2）智能农业
无线传感网络技术还可以应用于农业产业，即将温度/土壤组合传感器放置在农田中精确地计算出灌溉量和施肥量等。此应用所需传感器的数据相对较少，大约近万平方米面积配备一个传感器就可以了。类似地，病虫害的防治也可得益于对农田进行高分辨率的检测。另外，对于畜牧业，可以在猪或牛身上佩戴传感器，通过传感器监控动物的健康状况，一旦测量值超过阀值就会发出警告，以此提供畜牧业的产量和收益。本次毕业设计就是利用无线传感网络技术实现对禽舍环境的自动监测和远程控制，从而使得牲畜拥有一个良好适宜的生长环境，提高畜牧业的生产效益。
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