物联网在农业中的应用（采集端）
物联网在农业中的应用（采集端）[20200211152731]
摘要
在传统农业中，农民依照自己的经验来调节大棚中的温湿度以及光照等参数，耗费大量人力物力，效率低下而且一旦判断出现错误就会造成很大的损失。21世纪以来，物联网技术在农业资源利用、农业生态环境监测、农业生产等领域取得了一定的成果。本文以CC2530为核心，使用Zigbee建立温度、湿度、光照强度采集发送系统，主机再统一对温湿度光照进行调节达到最适宜的生长环境，将物联网巧妙地和农业结合起来，极大的提高了生产效率。相比较其他无线通信技术，Zigbee低复杂度、低功耗、低成本，而且它的距离能够很好的满足农田的需求，使用户能够坐在管理室足不出户，便可对农田进行远程监测与控制，大大节省人力物力，提高了生产效率。
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关键字:Zigbee无线通信农业物联网技术CC2530
目录
1 绪论 3
1.1 课题的背景 1
1.2 课题的任务 1
1.3 课题的意义 1
2 总体设计方案 2
2.1 设计方案 2
2.1.1 系统总体设计 2
2.2 电源方案 2
2.2.1 锂离子电池简介 2
2.2.2 太阳能简介 3
2.2.3 电源方案 3
2.3 传感器方案 4
2.3.1 温湿度传感器 4
2.3.2 光敏电阻 4
2.4 主控方案 5
2.4.1 cc2530介绍 5
3 系统硬件部分 7
3.1硬件电路总体设计方案 7
3.2 CC2530外围电路设计 8
3.2.1 晶振电路 8
3.2.2 收发前端电路 8
3.2.3 电源电路 9
3.3温湿度传感器 10
3.4光照强度部分设计 11
4 系统软件部分 11
4.1 Zigbee介绍 11
4.2 Z-Stack介绍 12
4.3 驱动部分 12
4.3.1 温湿度驱动 13
4.3.2 光照驱动 15
4.3.2 发送驱动......................................................................................................................................15
4.4 总体流程 15
5 软硬件调试 19
5.1 硬件部分 19
5.2 软件部分 20
总结 21
致谢 23
参考文献........................................................................................................................................................24
附录...................................................................................................................................................................25
1 绪论
1.1 课题的背景
随着科技的发展，物联越来越成为现代化信息技术的重要组成部分，从字面上就可以看出，物联网是一种把各种事物都联系起来的网络。物联网是世界信息产业的又一次发展浪潮，它使用智能感知识别技术把各个网络联系起来组成一个更大的网络，在里面事事都可以相互控制调控。物联网是互联网的应用拓展，它不止是是网络，更加是业务和应用。物联网在物体中放置各种具有感知能力的芯片，使物体变得智能化能够像人一样感知周围的环境、像人一样思考，并且做出反应，这就是物联网技术。
把现代化的物联网技术运用在当今农业生产中的各个领域中，能够使中国几千年来传统农业中的生产模式产生翻天覆地的变化，将各种高科技的设备投入到传统农业生产中，把各种新技术运用在农田中，极大地的提高了农业生产的效率，解放大量的劳动力，并且还能增加粮食产量，改变传统农业靠经验靠运气吃饭的局面，提高农业生产力、升级转化生产结构，实现农业自动化，实现农业增产、农民增收。
1.2 课题的任务
现代农业需要跨越地域限制，对广域分散型的农田进行集中监测与管理，因此需要引入物联网技术。在分布式的农田中布置传感器节点，将每个田中的环境信息通过网络，集中到主控端，用户可坐于管理室，足不出户，便可对农田进行远程监测与控制，大大节省人力物力。
设计系统由采集端和主控端组成。本部分为：采集端，主要完成对农田中的环境参数温度、湿度、光照强度进行监测，并及时向主控端汇报。
1.3课题的意义
中国是农业大国，据统计中国有8亿多人从事农业生产，农民的生活水平和中国的农业水平息息相关，如果农业发展不上去，农村的经济就发展不上去，城乡差距进一步提高，农村就可能会不稳定，影响整个社会的稳定。传统农业非常耗费的人力物力财力，缺少一个数据化、体系化的系统来管理农田，只靠农民们长期以来累积的经验来管理农田，通过经验来调节农作物生长环境的温湿度等参数，而物联网技术就不一样，它可以使用各种不同的传感器节点对环境的温度、湿度、光照等参数进行采集，然后统一集中数据处理对比农作物的最佳生长环境数据，然后对农田作出调控，直至达到最佳的生长环境，使土地产量大大增加，同时农民的收益也大大提高，提高农业的经济效益和生态效益，带动整个社会经济的发展。
2 总体设计方案
2.1 设计方案
采主控端和采集端的通信采用Z-Stack协议栈，采集端通过使用相应的传感器采集温度、湿度、光照强度这三个参数，进行处理后发给主控端，由于采集端是在田里的，使用太阳能加锂电池的方式来提供采集端正常运行需要的能量，并省去大量的电线。
2.1.1 系统总体设计
图1 系统总体设计框图
2.2 电源方案
2.2.1 锂离子电池简介
锂离子电池是一种依靠的是锂离子的移动来供电工作的二次电池 。通过Li+离子在正级和负极中来回进入和放出来充放电。当电池充电时，正极的Li+离子脱落下来，经过电解质进入负极，使负极处于锂离子过剩的状态；而放电过程完全相反。电池 的电极大多采用含有锂元素的材料，是一种现代的高性能电池。
组成部分：
（1）正极一般使用的是镍钴锰酸锂、锰酸锂或者钴酸锂这几种活性材料，最常用的一般使用镍钴锰酸锂或者镍钴锰酸锂加上少量锰酸锂，体积小而且性能好价格也便宜。其中用到的导电集流体一般由电解铝箔制成，厚度从 10 到 20 微米不等。
（2）隔膜是一种高分子的薄膜，经过特殊的成型，具有微孔结构，能够使锂离子 通过，而电子完全不能通过。
（3）负极一般使用石墨，或者使用结构相似的碳，导电集流体和正极不同一般使用的是电解铜箔制作，厚度在 7 到 15 微米。
摘要
在传统农业中，农民依照自己的经验来调节大棚中的温湿度以及光照等参数，耗费大量人力物力，效率低下而且一旦判断出现错误就会造成很大的损失。21世纪以来，物联网技术在农业资源利用、农业生态环境监测、农业生产等领域取得了一定的成果。本文以CC2530为核心，使用Zigbee建立温度、湿度、光照强度采集发送系统，主机再统一对温湿度光照进行调节达到最适宜的生长环境，将物联网巧妙地和农业结合起来，极大的提高了生产效率。相比较其他无线通信技术，Zigbee低复杂度、低功耗、低成本，而且它的距离能够很好的满足农田的需求，使用户能够坐在管理室足不出户，便可对农田进行远程监测与控制，大大节省人力物力，提高了生产效率。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:Zigbee无线通信农业物联网技术CC2530
目录
1 绪论 3
1.1 课题的背景 1
1.2 课题的任务 1
1.3 课题的意义 1
2 总体设计方案 2
2.1 设计方案 2
2.1.1 系统总体设计 2
2.2 电源方案 2
2.2.1 锂离子电池简介 2
2.2.2 太阳能简介 3
2.2.3 电源方案 3
2.3 传感器方案 4
2.3.1 温湿度传感器 4
2.3.2 光敏电阻 4
2.4 主控方案 5
2.4.1 cc2530介绍 5
3 系统硬件部分 7
3.1硬件电路总体设计方案 7
3.2 CC2530外围电路设计 8
3.2.1 晶振电路 8
3.2.2 收发前端电路 8
3.2.3 电源电路 9
3.3温湿度传感器 10
3.4光照强度部分设计 11
4 系统软件部分 11
4.1 Zigbee介绍 11
4.2 Z-Stack介绍 12
4.3 驱动部分 12
4.3.1 温湿度驱动 13
4.3.2 光照驱动 15
4.3.2 发送驱动......................................................................................................................................15
4.4 总体流程 15
5 软硬件调试 19
5.1 硬件部分 19
5.2 软件部分 20
总结 21
致谢 23
参考文献........................................................................................................................................................24
附录...................................................................................................................................................................25
1 绪论
1.1 课题的背景
随着科技的发展，物联越来越成为现代化信息技术的重要组成部分，从字面上就可以看出，物联网是一种把各种事物都联系起来的网络。物联网是世界信息产业的又一次发展浪潮，它使用智能感知识别技术把各个网络联系起来组成一个更大的网络，在里面事事都可以相互控制调控。物联网是互联网的应用拓展，它不止是是网络，更加是业务和应用。物联网在物体中放置各种具有感知能力的芯片，使物体变得智能化能够像人一样感知周围的环境、像人一样思考，并且做出反应，这就是物联网技术。
把现代化的物联网技术运用在当今农业生产中的各个领域中，能够使中国几千年来传统农业中的生产模式产生翻天覆地的变化，将各种高科技的设备投入到传统农业生产中，把各种新技术运用在农田中，极大地的提高了农业生产的效率，解放大量的劳动力，并且还能增加粮食产量，改变传统农业靠经验靠运气吃饭的局面，提高农业生产力、升级转化生产结构，实现农业自动化，实现农业增产、农民增收。
1.2 课题的任务
现代农业需要跨越地域限制，对广域分散型的农田进行集中监测与管理，因此需要引入物联网技术。在分布式的农田中布置传感器节点，将每个田中的环境信息通过网络，集中到主控端，用户可坐于管理室，足不出户，便可对农田进行远程监测与控制，大大节省人力物力。
设计系统由采集端和主控端组成。本部分为：采集端，主要完成对农田中的环境参数温度、湿度、光照强度进行监测，并及时向主控端汇报。
1.3课题的意义
中国是农业大国，据统计中国有8亿多人从事农业生产，农民的生活水平和中国的农业水平息息相关，如果农业发展不上去，农村的经济就发展不上去，城乡差距进一步提高，农村就可能会不稳定，影响整个社会的稳定。传统农业非常耗费的人力物力财力，缺少一个数据化、体系化的系统来管理农田，只靠农民们长期以来累积的经验来管理农田，通过经验来调节农作物生长环境的温湿度等参数，而物联网技术就不一样，它可以使用各种不同的传感器节点对环境的温度、湿度、光照等参数进行采集，然后统一集中数据处理对比农作物的最佳生长环境数据，然后对农田作出调控，直至达到最佳的生长环境，使土地产量大大增加，同时农民的收益也大大提高，提高农业的经济效益和生态效益，带动整个社会经济的发展。
2 总体设计方案
2.1 设计方案
采主控端和采集端的通信采用Z-Stack协议栈，采集端通过使用相应的传感器采集温度、湿度、光照强度这三个参数，进行处理后发给主控端，由于采集端是在田里的，使用太阳能加锂电池的方式来提供采集端正常运行需要的能量，并省去大量的电线。
2.1.1 系统总体设计
图1 系统总体设计框图
2.2 电源方案
2.2.1 锂离子电池简介
锂离子电池是一种依靠的是锂离子
组成部分：
（1）正极
（2）隔膜
（3）负极
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