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基于ZigBee和GPRS的水产养殖远程无线监控系统的研究
资料介绍
在集约化水产养殖的关键技术中,水质监控是实现健康养殖的核心。然而目前的水质监控设备多采用有线的方式连接,这种方法面临着许多问题,如在环境恶劣的地方布线困难、灵活性差,而且随着测控系统规模的扩大,大量连线还会造成成本增加。ZigBee是近年来兴起的一种短距离、低复杂度、低功耗、低速率的无线传感器网络技术,而GPRS是一种传输范围广、传输速率高的无线通信技术,基于此,本文提出了ZigBee无线传感器网络与GPRS传输网络相结合的水产养殖远程无线监控系统的设计。
本系统主要有ZigBee无线传感器网络、GPRS传输网络、远程监控中心管理软件等部分组成。本文首先根据系统的实际应用进行了功能和性能需求分析,提出了系统设计的整体方案。接着对系统的软硬件设计作了详细论述,在系统硬件电路部分,分别设计了常规水质参数调理电路,选取了单片机CC2430作为ZigBee无线通信模块核心处理器,并设计了其外围接口电路,包括RS232串行接口电路、液晶显示接口电路等,最后完成了GPRS模块的设计;在系统软件设计部分,首先对ZigBee协议栈做了简单介绍,然后阐述了各层协议的功能及任务,其中着重介绍了应用层的程序设计,在此基础上本文设计了传感器节点的软件、协调器节点的软件以及串口通信软件,最后进行了VB远程监控中心管理软件的设计。
在系统实验测试部分,首先对调理电路进行标定实验,得到各参数拟合公式;然后用AT指令对GPRS模块进行配置,实现ZigBee/IP网关功能:最后是功能测试环节,为此构建了一小型鱼池作为现场测试环境,并对系统经过了反复实验,结果表明现场液晶显示数据同远程监控中心接收数据保持一致,且与水参数实际值接近,在误差允许范围内,满足了精度要求。实验证明了整个系统的实时性和稳定性都比较好,具有广阔的应用前景。
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