基于zigbee农业灌溉系统设计毕业论文(编辑修改稿)

基于zigbee农业灌溉系统设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

相关文档，驱动程序及 IDE 软件。 后台 服务 程序 设计 后台 服务程序即 Winform窗体 结构应用程序，本设计的开发应用 Visual Studio 20xx 中的 C语言。 改程序 在系统中起着 纽带 作用，一方面可以连接数据库，实现数据状态扫描，另一方面可 以实现对下位机的连接，发送指令实现串口通信。 主要 的功能在于手动操作模式和远程控制模式的实现上， 后台 程序需要兼备多方面的功能，登录界面控制着安全权限的设置 ；主界面 完成对各个子程序的连接 ；附加 一些功能性程序实现对 日常 一些常规管理的操作。 产品 销售架构的实现 快捷 的 购买 与支付是产品销售的购买体验， 本系统借助 网络连接，在淘宝开设店铺。 当 用户 需要购买相关产品 时 可以 跳转 页面至淘宝店铺， 通过 支付宝付款，之后的步骤是我们日常网购 相同 的。 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文） 6 3 硬件 电路的设计 及 实现 CC2530Zigbee 无线传输网络 CC2530 及 协议栈 简介 在农业现代化 、智能 家居和工业等 领域 Zigbee 无线通信技术 得到了广泛的应用 ， 它 基于 协议。 由于程序 是开源的，很多的开发者会选择这种 通信 方式，一方面免除了 开发 的技术难度，另外也是符合共享的精神。 协议栈简而言之 就是一 系列的 通信标准 ， 是工程项目开发人员与 无线 数据传输之间的一个接口 ， 各个 层都是通过 Zigbee 协议栈作为一个连接桥梁实现相互之间的连接。 对于协议栈 的大部分内容 大 都是模块化进行的，我们的日常应用一般集中的应用层的修改 便 可以达到常规功能要求。 对于 其网 络层的结构组成可以参见下图，其中的 各层 通过协议栈构成一个 完整 的 整体 ， 用户 可以通过其中 以函数调用 等方式，实现代码编写及其他各种操 作。 协议栈 在物理层，硬件层 ， 网络层 以及 应用层等方面有着固定的连接。 各个 层之间的连接都有着其 链路 ，通过底层程序进行数据 传输。 作为 一款优秀的片上系统解决方案，其信号的稳定性，良好的扩展性为多区域连接操作奠定了 坚实 的基础。 组网 及传感器连接 图 31 Zigbee 无线网络 拓扑结构 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文） 7 组网 时由协调器发起，然后终端节点接收协调器所发来的信号， 其中 发起模式是检测终端的节点的数量后分配网络地址以确保其连接。 其 详细 组网 流程图可以参见 下 图。 一般而言星形网络适用于简单网络结构；网 状 结构一般较为稳定；对于树状网络由于其良好的扩展性一般应用于比较大型的 Zigbee 网络中。 设备的 组 网 是一个相互建立的过程 ， 在组网的过程中一般需要首先 设置 网络的协调器节点， 在 确认协调器节点的 存在 后，其余各终端设备分别以协调器为父节点，加入该网络。 该网络 结构采用的是广播模式 ， 各个终端设备都可以接收到协调器的 指令。 首先 设置参数 ， 其代码如下： = (afAddrMode_t)AddrBroadcast。 = SAMPLEAPP_ENDPOINT。 = 0xFFFF。 设置周期性 广播代码如下： void SampleApp_SendPeriodicMessage( void ) { T_H[0]=wendu_shi+48。 T_H[1]=wendu_ge%10+48。 T_H[2]=shidu_shi+48。 T_H[3]=shidu_ge%10+48。 if ( AF_DataRequest( amp。 SampleApp_Periodic_DstAddr, amp。 SampleApp_epDesc, SAMPLEAPP_PERIODIC_CLUSTERID, 4, T_H, amp。 SampleApp_TransID, AF_DISCV_ROUTE, AF_DEFAULT_RADIUS ) == afStatus_SUCCESS ) 由于无线网络中发起模式是检测终端的节点的数量后分配网络地址以确保其连接，对于本系统 的传感器连接在采用的是 DHT11 温湿度 传感器 ，其主程序 编写是在解决方案 的APP 层 中附加的一个 C 程序文件， 本系统 采用的是温湿度传感器实现 ， 对于 其他 类型的传感器方法类似如 DS18B20 或者是 烟雾及光照或者 二氧化碳 传感器 [5]。 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文） 8 基于 51 内核 的 CC2530 可以 很容易的实现 ， 其关键是 通信 代码的编写，因为需要通过串口发 回 采集到的数据 [6]。 uchar temp[2]={0,0}。 uchar temp1[5]=temp=。 uchar humidity[2]={0,0}。 uchar humidity1[9]=humidity=。 /**************************** //延时函数 图 32 Zigbee 设备组 建 无线 区域 网络流程图示 系统 初始化 任务 轮询 启动， 接收 入网 分配短 地址 设为 协调器 选信道 ，分地址 等待数据 传输 设备 加入成功 选父设备 发入网请求 存在 协调器。 收到后 响应。 入网 成功。 发送响应 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文） 9 *****************************/ void Delay_us(void) //1 us 延时 { MicroWait(1)。 } 之后是 数据传感器启动后 ， 将其测 得 的值转 化为 数字量 ， 待写入完成后 重新 配置 IO口 P0DIR amp。 = ~0x40。 其余 过程可见程序内的具体过程，之后是对数字量分别转化为十 位和个位的数值。 传感器 测 得 数值只是 数据 通信的第一步，接下来是让 Zigbee 终端节点将数据发送给协调器 [78]。 由于 无线网络开始已经组建完毕，所以根据其 网内 固定的独有网络地址便可以将数据传送到协调器，当然这都是以之前提到的协议栈为基础 框架 进行。 在 协调器与电脑之间的通信上采用的是串口方式，由于计算机本身是 没有 单独引出的串口作为通信的 部件 ，所以采用一个 USB 转 串口 的方式进行 （计算机 需要 安装 驱动程序 ）。 协调器 的串口输出程序如下： switch ( pktclusterId ) { case SAMPLEAPP_PERIODIC_CLUSTERID: /***********温度打印 ***************/ HalUARTWrite(0,T:,2)。 //提示接收到数据， T 表示温度值 HalUARTWrite(0,amp。 pkt[0],2)。 //读取 在协议栈内一 个 程序的地址 HalUARTWrite(0,\n,1)。 // 回车换行 /***************湿度打印 **************** HalUARTWrite(0,amp。 pkt[2],2)。 //湿度 HalUARTWrite(0,\n,1)。 // 回车换行 break。 ｝ 对于温湿度 的值，其循环发送的设置是一个设置参数的方式，在开发环境中可以找到函数： (SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_TIMEOUT + (osal_rand() amp。 0x00FF)) )。 需要跳转至括号的函数定义， 在 下面的一个函数： 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文） 10 define SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_TIMEOUT 5500//参数设定 在协议栈内部的个程序之间都是通过固定的模式连接在一起，函数之间很多都是通过跳转的方式实现， 无论是对 与温室环境的检测 ，还是 其他的方面 [9]。 模型网络 青岛农业大学 校园网络介绍 青岛农业 大学 校园 网是为了 满足 广大师生 教学 ，科研，学习等目的而构建的一个 功能复杂而全面的网络。 20xx 年 校园网进行了大规模的改扩建之后，成为连接学校 内 各区域 ，海都 校区 以及 翰林院家属区的一个重要信息枢纽。 其 核心是采用我国通信设备制造商华为生产的 S8512 做 双机备份 ， 之后应用多台S6503 做 汇聚 ， 之后树状展开更多的交换机， 最后 连接电脑终端。 由于 校址由烟台迁移到青岛，其接入教育网的方式也由原来的通过烟台大学改为通过中国海洋大学 进行 教育网络接入。 而 这个 网络也是一个局域内网形式，相对封闭，但是内部网络连接好。 网站 主题架构编写完成后 ， 需要进一步解决 远程 登录方面的问题。 本系统 所设置的后台 登录 系统与数据库直接进行对接，在设置方面产品的各项参数也是 存储在 SQL20xx 数据库 ，所有的数 据读取都是依托网站与数据库之间的数据交换进 行 连接实现。 在没有申请 域名 及 空间之前，如果将 网站 发布在 IIS 上则 只能 通过局域网络进行访问，局域网络是一个相对的概念，在本设计的测试中，校园网就可以 被 当作一个可靠的局域网络 进行 系统测试。 校园网 的 设施基础 为 本系统的设计和测试提供了 良好的 环境。 校园网 海都学院 学校 各区域 教育网， 经海大 翰林院 家属 区 图 33 青岛农业大学 校园网络分布 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文） 11 本系统 的测试选取的地址分别是实验室内部，教学楼 以及 宿舍区。 在 实验室 内部可以实现在服务器以路由器发出的无线路由器为接入点，其他的网络终端分别接入该无线路由网络内进行网站的访问。 这 是 因 路由器 为自动的分 配一个 IP 地址给予服务器， 其他 的终端也是 一个 类似 的 IP 地址类型，一般是 .***.***这种 方式是一种内部的无线登录形式； 但是 在校区其他位置访问时 服务器 接入互联网的方式必须是一个 IP 固定的 IP 地址，这样才可以实现远程登录 形式。 在 不同的网络内测试的基础是所 有 的网络都已物理连接，本设计在宿舍上网 采用 我校的赛尔网 ： 该网络是 一种 全国 各 高 校 应用比较普遍的一 种 网络，其基本特点是需要 固定 的IP 地址，并且需要开通登录 帐号 才可以使用。 而 校园网其余区域才 需要 设置自动获取 IP地址的方式， 通过 CMD 命令提示操作对话框 进行 IP 地址查询后得知。 IP 地址 是服务器 在网络中的属性 ， 终端设备发送访问请求后，查询地址 ， 之后由服务器做出响应。 图 34 IP 地址设置对话框 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文） 12 IIS（ Inter Information Services）服务器原理 IIS 及 Framework 简介 IIS 服务器是 发布 网站所 必须 的一个工具 ， 在 没有购买域名和托管服务器的前提下，如果 想 发布网站则 需要 在 Inter Information Services 即 互联网信息服务 发布 网站，可以实现局域 网 的访问。 常规 情况下 只有 安装配置了 IIS 才可以 实现 网站 的发布， 一些功能的实现 例如 FTP 服务 就是依托这一基础 [8]。 同样 起着 关键作用的是 网络 框架 ， 做一个形象的比喻 ： 如果我们日常网上浏览的信息是 车 的话，那么 Framework 便是 路 ， 它提供给每一个信息传输与 交互 的工具。 由于 Framework 版本 逐步 升级换代 所实现的信息交互服务也是 日益 提升。 正如 我们的道路系统有普通公路， 省道 ，国道和 高速 公路一样， 信息的通道也是在逐步改善。 Framework 是 信息交互的基础，在互联网中的应用都是依据不同的框架进行的，不同的版本 代表着 不同的时代 微软 公司的 Framework 框架 是 现今一种流行的开发设计基础，得到了广泛的应用。 网络 服务器配置 想要 发布网站，配置服务器是必须的一个步骤。 在 安 装 之后， 在 控制 面板 /管理工具打开 Inter 信息服务（ IIS） 管理器， 如图 35 所示 ： 图 35 IIS 配置 界面 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文） 13 对于编辑 好的网站文件，生成后 存档， 发布在 本地计算机。 如果 想 通过别的终端进行访问，首先要 指明 默认文档所在位置。 因为 互联网 访问 途径 为先 通过 IP 地址在网络 中 选出服务器，然后再通过 IIS 设置的默认文档 路径 进入网站文件。 网站 发布后 其运行。