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摘 要

本文在ZIGBEE的基础上进行相关研究，并且构思了一套有关养殖场智能监控的硬件方案。考虑到目前大多数养殖场存在管理与经营等方面的问题，对行业的发展造成了很大的不便，不能够及时的把养殖场环境等信息反馈给管理者。本文所设计的硬件部分能够对环境实施监测。此外，该设计能够将温度、湿度、氨气等参数采集过来，并通过其他设备将采集过来的数据信息传给上位机，以供管理人员查询和自动调节。在硬件设计部分，其中有关节点的设计尤为重要，包括传感器、路由器和协调器三个部分。本设计以CC2530芯片为核心，通过其相关特性来组成网络，低成本，低功耗，监测范围广，可以建立强大的网络节点，满足设计的预期要求。

关键词：养殖场 ZIGBEE无线网络 CC2530

The hardware design of the intelligent monitoring system of the farm

Abstract

This paper carries out the research on the basis of ZIGBEE, and designs a set of farm intelligent monitoring hardware scheme. Considering the current most existing farm management and operation problems, caused great inconvenience to the development of the industry, can not be timely to farm environment information feedback to managers. The hardware part is designed in this paper can monitor the environment. In addition, the design can be temperature, humidity, ammonia and other parameters collected, and through other equipment will be collected data to the host computer, for management and query automatically. In the hardware design part, the design of the node is very important, including sensors, the three part of the router and coordinator. This design is based on the CC2530 chip as the core, through the relevant characteristics of network, low cost, low power consumption, wide monitoring range, can The establishment of a strong network nodes to meet the expectations of the design requirements.

Key Words: Farms; ZIGBEE wireless network; CC2530;

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1课题的背景及意义 1

1.2国内外现状分析 2

1.3本文的主要工作 5

第二章 系统设计方案论证 6

2.1系统方案论证 6

2.1.1 核心处理器的选择 6

2.1.2 温湿度传感器选择方案 6

2.1.3 远距离通信方案 7

2.1.4供电方案 8

2.2ZIGBEE 9

2.2.1ZIGBEE介绍 9

2.2.2ZIGBEE协议架构 9

第三章 硬件设计 10

3.1硬件设计整体架构 11

3.1.1硬件设计结构图 11

3.2硬件选择及最小系统 11

3.2.1主芯片CC2530 12

3.2.2最小系统模块 14

3.3硬件外围电路 15

3.3.1DHT11温湿度采集 16

3.3.2氨气检测 18

3.3.3电源电路 19

3.3.4 TTL电平与EIA-RS-232C电平转换电路 19

3.3.5调试电路、显示电路以及按键电路 19

3.3.6中继模块 21

3.4PCB制图 22

3.4.1PCB 22

第四章 软件设计 23

4.1系统开发工具 24

4.2软件系统结构图 24

4.3监控界面 25

第五章 总结和展望 26

5.1工作总结 27

5.2展望 27

参考文献 27

致 谢 29

第一章 绪论

1.1课题的背景及意义

由于现在大多数的养殖场都是单独经营的，并没有经过什么系统培训，所以也就导致了养殖场的经营与管理存在很多的漏洞和问题。直接影响的就是经济方面的损失，更有甚者会导致环境污染和资源浪费，不能达到国家的绿色环境标准。这对养殖者来说是很头疼的事情，既想要达到预期的经济效益，又要兼顾环境等各方面的影响，所以养殖场就很需要一套合理的、完善的、低成本的养殖方案。

目前经过多方面的了解与调查，虽然大多数的养殖场负责人已经意识到了管理这方面存在很多的漏洞与不足，但是由于缺少一套完善的管理方案以及多方面因素的制约。养殖场的前期改革收到的效果微乎其微，这也就导致了很多养殖场失去了改革的耐心，只能听之任之，仍然使用原来固有的养殖管理方案，时间一长，养殖者经济亏损的厉害，只能放弃养殖。这也就导致了养殖场这方面的管理与经营停止不前。恶性循环，养殖场这一块的发展只会落后的越来越多，虽然政府对养殖场这块也是大力支持进行干预，但是由于大多数的养殖场管理人缺少合理的经营理念与相应的一整套管理技术。养殖场的发展仍然没有什么显著的效果，时间一长，养殖场管理者仍然采用旧一套的管理方案与经营理念，导致很多严重的问题。首先就是经济损失，不仅对养殖者个人，对政府，对推动区域经济的发展也造成了不良影响；其次，随着社会的飞速发展，各方面已经不能和以前同日而语，环境越来越糟糕，急需合理的治理。所以很多养殖场的负责人开始想办法通过网上或者其他的一些途径购买养殖场的监控系统。因为只有这样，才能节约大量的人力物力财力。确实，很多养殖场的管理者在购买了一整套的监控系统以后，养殖的各个方面相比较以前有了较大的提高。最直接的就是经济方面的效益，让越来越多的人愿意投入养殖这一行业，这对国家经济而言是举足轻重的。但是从现况来看，市面上所出售的监控系统，其各方面的功能不是很完善，尽管与原来相比好了很多，仍然需要很多地方进行改进。

基于上面所叙说的各方面，本文第一次尝试构建一套基于无线传感网络与远距离智能控制的方案。无线传感网络可以对多个区域，以多种不同的角度进行观察和了解。因为无线传感网络它有很多特性，所以它就能够满足养殖者的各方面的需要。养殖者通过无线传感网络与远程智能监控，不但可以让养殖场的管理人实时的知道养殖场内目前存在的状况，而且还可以通过提前设置好的装置，然后通过远程客户端对养殖场环境的进行调节和控制，非常方便。

1.2国内外现状分析

在养殖场方面的发展，国内和国外有很大的不同。国外的发展进度很快，国内在这一方面发展十分缓慢。换句话来说养殖场等各方面发展技术，国外可以说是奠基者，而我国目前正处于探索阶段，与国外相差的很大。大概在1950年左右的时候，就出现了相对比较专业的养殖场，那时候就开始慢慢应用于农业这一块，后来就涉及到了畜牧业和水产业这一块。再过了20多年左右，也就是1970年这个样子，电子技术的发展达到了一个高峰，相对应的微型计算机也开始出现。由于微型计算机的出现，这就使得养殖场的发展上升了一个新台阶，发生了质的变化。1980年，微型计算机继续飞速发展，价格相比较之前也有所下降。人们对养殖场相比于以前有了更大的要求，后来以微型计算机为核心的智能养殖场慢慢的发展起来，并且快速的向半自动化发展与过渡。通过计算机对环境采取一些相针对的措施。因为有了传感器，你就可以知道温度是高了还是低了，还有像空气中一些其他的气体也可以得到体现，然后经过微型计算机的分析进行相关的调节。以微型计算机为核心的养殖场监控系统，与更早之前的养殖场相比较，技术更先进，管理更方便，投入更少。

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