工程硕士研究生学位论文开题报告题目名称： 基于 Zigbee 无线通信技术的大棚食用菌生长环境测控系统的研究姓 名： 韦树贡学 号： 0912791004 工程领域： 电气系统及其自动化学 院： 电气工程学院导师姓名： 宋绍剑导师职称： 教授填表时间： 2011 年 11 月 1 日 1 填 表 说 明1．开题报告是研究生培养的重要环节，研究生需在认线．完成时间：硕士研究生的开题报告应于第三学期末前完成3．打印要求：此表用 A4纸双面打印。4．此表与中期考核审核表、成绩单、实践报告、学术活动列表等材料一起交于学院，参加中期考核 2 一、课题来源，国内外研究现状、水平及发展趋势，选题的...
工程硕士研究生学位论文开题报告题目名称： 基于 Zigbee 无线通信技术的大棚食用菌生长环境测控系统的研究姓 名： 韦树贡学 号： 0912791004 工程领域： 电气系统及其自动化学 院： 电气工程学院导师姓名： 宋绍剑导师职称： 教授填表时间： 2011 年 11 月 1 日 1 填 表 说 明1．开题报告是研究生培养的重要环节，研究生需在认线．完成时间：硕士研究生的开题报告应于第三学期末前完成3．打印要求：此表用 A4纸双面打印。4．此表与中期考核审核表、成绩单、实践报告、学术活动列表等材料一起交于学院，参加中期考核 2 一、课题来源，国内外研究现状、水平及发展趋势，选题的研究意义、目的，参考文献（一）课题来源本课题是我自己了解广西目前食用菌大棚生产技术简单、效率低的现状，并且查阅很多资料后萌生的想法。食用菌，是微生物在生长发育过程， 把地球上人类不能直接食用的植物纤维等农副产品，变成蛋白质丰富、低脂肪、低热量、味道鲜美的绿色食品，它不仅味道鲜美，而且在提高机体免疫力、抗肿瘤、降血脂、祛痰镇咳等方面也具有重要的作用，享有“植物蛋白顶峰”的美名，被科学家预言为本世纪人类重要的食物来源之一。据有关资料报道，食用菌消费较多的国家除法国外，其余国家国内生产量均不能满足本国人民的消费需要，必须从其他国家主要是从亚洲国家进口。因此，食用菌的国际市场非常广阔。然而，目前我国食用菌生产大部分仍停留在家庭手工作坊式操作，生产设施简陋，工艺落后，规模小，产量低，效益差，质量差，是一种低产、低效和浪费资源的生产方式，与当今市场的要求及经济发展极不相符。工厂化农业成为农业现代化的必由之路。并且，食用菌这种微生物，对生长环境要求非常严格，不合理的环境会造成食用菌发育不良、生长缓慢、 易滋生杂菌病虫害， 严重地影响了食用菌产量品质色泽造成减产甚至绝产。温度是食用菌生长发育的重要环境因素之一，温度的高低直接影响着食用菌菌丝的生长速度和分化，以及子实体的分化数量和质量。 不同种类食用菌以及同种类食用菌在不同生育阶段对温度的要求不同， 比如，低温型食用菌的菌丝生长的最喜好的温度为 21℃至 23℃，而子实体的生长的最喜好的温度为 13℃至 18℃；高温型食用菌的菌丝生长的最喜好的温度为29℃至 32℃，而子实体的生长的最喜好的温度为 24℃至 30℃，因此，如何有效地控制温度，为食用菌提供最好温度的生长环境，无疑是提高食用菌高产的重要因素。水分和湿度也是食用菌生长发育的重要环境因素，食用菌在生长发育过程中对水和空气的相对湿度有其特定的需求， 不同生长期对水分的要求各不相同 ，营养生长期水分主要从培养料中吸收，而受空气湿度影响小；而生殖生长期不仅从培养料中吸水，还从空气中汲水，因此空气湿度的影响也非常大，要求有较高的湿度。培养料的含水量，宜控制在 63%至65%，若过高且通风量不足，培养料会发粘、产生氨气，导致菌丝窒息和孳生大量杂菌。若太干，菌丝吃料慢，不利出菇。子实体生长期要求湿度相对较高一般为 85%至95%，若相对湿度超过95%，菌盖上长期留有水滴，使菌盖表面变褐，极易引起细菌性斑点病蔓，延影响子实体质量，但相对湿度低于 70%，会造成菌盖表面变硬甚至龟裂，湿度低于 50%时，则停止出菇，正在分化的菇蕾，则会枯萎死亡。因此，如何有效地控制水分和湿度，是提高食用菌高产的重要因素。光照和二氧化碳也是食用菌生长发育的重要环境因素。 不同种类或同一种类不同生育阶段，对光强度的需求也不相同， 光照强度对食用菌菌丝生长、出菇及产量、菇形态特征色泽等方面均有影响。 CO 2 浓度过高， 会造成菌柄变长菌盖变小， 菌柄和菌盖局部肥大成畸形甚至窒息而死亡。当前我国国内大部分的农业大棚基本上是采用人工方法进行一些简单操作[22]，由农业大棚的管理人员读取事先放置在不同大棚不同位置上的各种计量设备上的数据记录，这样工作量不仅大而且效率低度下，同时测量的精度差，也无法及时获得所有大棚及不同位置的农作物生长环境的信息。所以这种环境信息采集的不全面、不及时将会最终影响到环境参数获取的精度，使得农业大棚的管理人员对农业大棚的控制产生不利的影响，更不利于农作物产量和质量的进一步提高。因此，现代农业生产信息化和智能化就显得尤为重要。基于以上原因，本人决定利用现代无线传感器技术和计算机测量与控制技术，设计一个食用菌栽培智能测量与控制系统，本系统对食用菌生长环境中的温度、水分、湿度、光照和二氧化碳等参数进行采集，并以无线传输方式发送到嵌入式控制器，控制器将根据食用菌不 3 同种类和不同生长阶段，将这些数据传送到监控中心并与最佳食用菌生长所需的环境信息进行比较，按一定的算法，产生控制信号去控制相应的调节器，对相关参数进行调节，使食用菌在良好的生长条件下成长，达到增产的目的。这是本课题的来源。（二）国内外研究现状、水平及发展趋势目前，全世界设施农业面积已达 800余万 m2 。世界发达国家正大力发展集约化的温室产业，温室内温度、光照、水、气、肥实现了计算机调控，如荷兰、日本、以色列、美国、加拿大等国是设施农业十分发达的国家，设施环境综合调控及农业机械化技术水平等都具有较高的水平，居世界领先地位[2]。温室控制方面以荷兰为代表的欧美国家设施规模大、自动化程度高、生产效率高 , 温室内的光、水、气、肥等均实现了智能化控制。其开发的温室计算机控制系统是通过人机交互界面进行参数设置和必要的信息显示，利用计算机对温室温度、湿度、 CO2浓度和施肥等进行控制，实现了对温室内环境实施自动控制调节，计算机自动监控管理。同时，可以自动记录并储存温室各环境因子的数据、设施的工作状况[3] [4]。以色列的现代化温室可根据作物对环境的不同要求，通过计算机对内部环境进行自动监测和调控，实现温室作物全天候、周年性的高效生产；美国、日本等国还推出了代表当今世界最先进水平的全封闭式生产体系[5]，即应用人工补充光照、采用网络通讯技术和视频技术进行温室环境的远程控制与诊断，大大提高了劳动生产率和产品产出率[6] [7]。日本的食用菌研究和生产栽培是国际上最先进的，其产品在国际市场上占有较高的地位[8]。从 20世纪 80年代开始，由接种车间、菌丝培养车间、催蕾车间、驯养车间、生长车间、包装车间和库房构成的标准菇房在日本得到普遍的推广应用，工厂化生产能力和环境控制水平较高，实现了工业化生产[9]。韩国食用菌栽培方式基本上为工业化设施生产，生产场规模较大，工厂化设施栽培在国际上处于领先水平，以计算机智能控制菇房，整个生产过程按一定程序进行，仅在少量环节加以人工辅助操作[8] [9]。英国的双孢菇栽培业是现代化水平较高的产业之一。双孢菇的生产已完全实现了工厂化和自动化。菇房都用隔热材料建成，可以控制湿度、温度、气流、光照等环境因子，绝大部分都采用了计算机控制 , 可以周年稳定地生产[10]。世界双孢蘑菇生产大国美国、法国、荷兰、英国和巴西等 , 从栽培原料的发酵、接种到发菌、出菇管理均采用工厂化的生产工艺，机械化程度达到 80 %左右。像美国 Sylan 食品公司蘑菇栽培示范中心“昆喜”，采用三区制的栽培方式，整个系统包括移动菇床、 1个机械化的堆肥场、 21间计算机调控的二次发酵隧道、 10间可调控温湿度与二氧化碳含量的发菌室、25间1300m2 的出菇室和 1条机械化操作流水线]。总体来看，发达国家在部分食用菌的生产上已经实现了全过程或部分过程的工厂化，食用菌产业中科技含量比较高。目前国外又在温、光、水、气、肥等主要生态因子复合控制的基础上，逐步发展远程控制、生理检测及在线咨询等更先进的集成技术手段[1]。国内研究现状水平和发展趋势分析。 20世纪 90年代以来 ,我国食用菌生产得到了快速发展，现已成为世界上最大的食用菌生产国和出口国。我国的食用菌生产主要依靠传统手工操作，生产效益低，与发达国家的差距明显。工厂化生产能在可控环境条件下，周年持续稳定地生产出质量好、产量高的食用菌，对提高我国食用菌产业的国际竞争力具有重要意义[12]。我国在“九五” 、“十五”期间，在科技部领导和组织下，利用引进的现代化温室设备及配套技术， 通过消化吸收与技术创新， 进行了品种选育、 设施栽培、 配套设备及温室中温度、湿度和 CO2等环境因素综合调控技术的研究与攻关，一大批科技成果相继诞生，有效地推动着我国设施农业的发展。初步形成了具有中国特色的现代化设施农业技术体系[13]。国家农业信息技术研究中心进行了温室环境监控系统和决策支持系统的研究开发；中国农业大学以及 4 中国农科院蔬菜花卉研究所在环境控制与栽培技术等方面进行了卓有成效的研究。中科院合肥智能机械研究所研制了“农业专家系统开发环境 DET 系列软件”和智能温室自动控制系统，能够有效地提高作物产量、缩短生长期、减小人工操作的盲目性。 90 年代中后期，江苏理工大学毛罕平等研制开发了温室软硬件控制系统，能对营养液系统、温度、光照、 CO2 、施肥等进行综合控制，是目前国产化温室计算机控制系统较为典型的研究成果。温室环境控制系统模式主要有：集中控制方式的单片机控制系统、基于工业控制机的温室控制系统、基于 PLC 的温室控制系统、集散型温室控制系统（ DCS）和现场总线型温室控制系统（FCS）[14]。但单因素的监控系统较多 , 多因素复合监控系统很少且很难大面积推广[15]。我国的食用菌栽培模式很多 , 包括畦栽、床栽、袋栽、墙式栽培、覆土栽培和立体高效栽培等 , 但大多是一家一户的小农经济模式，产量较低，质量也远达不到国际市场要求的水平，没有形成专业化和产业化模式。总体上我国食用菌栽培的工厂化还是小型半工厂化或设施加强型的生产模式，环境控制水平较低，基本停留在凭经验的手工操作阶段[16]。在食用菌工厂化生产过程中，环境因子的调控直接影响着食用菌的产量和质量。工厂化生产借助于各种各样的现代化生产机械、环境控制系统以及先进的管理模式对食用菌生产环境进行科学、高效的控制和管理，不仅为食用菌整个生长发育过程创造了适宜的生长条件 ,且降低了劳动成本和劳动强度，因此食用菌生产的工厂化发展是我国食用菌产业的出路所在[17]。而我国食用菌生产的环境控制硬软件都比较缺乏。因此要实现食用菌的工厂化生产就必须建立以计算机和各种传感器为主要构成的环境控制系统 , 研究食用菌的生长与外界环境因子的关系，将食用菌的生长参数可操作化，建立食用菌生长模型、环境控制模型及控制成本模型相结合的动态系统模型，提高食用菌生长环境的控制水平，以提高食用菌产品的产量和质量，增强我国食用菌产品在国际市场上的竞争力[18]。（三）选题的研究意义与目的目前国际市场对食用菌的需求以每年 6％的速度递增，国内食用菌消费量也以每年 10％的速度增长，比如 2001 年，总产量只有 11．62 万吨，而 2005 年则上升到 34．17 万吨，增长了近 3 倍。广西地处亚热带气候，年平均气温 1623℃，特别适宜中、高温型食用菌的栽培，因此，广西发展食用菌产业潜力巨大、前景广阔。 2005 年，自治区人民政府明确提出，要在几年内把食用菌产业打造成广西的农业新兴优势产业。按照广西优势农产品区域布局总体规划， 在桂南、 桂中地区重点发展蘑菇， 桂北、 桂西重点发展香菇， 桂西北重点发展木耳、灵芝， 中心城市重点发展名优新稀品种。 本课题能对食用菌生长环境中的温度、 水分、 湿度、光照和 CO2 等参数进行自动采集，并且自动控制调节器，使食用菌在最好的环境下生长，达到增产的目的。广西地处亚热带气候，年平均气温 1623℃，特别适宜中、高温型食用菌的栽培，并且广西是全国最大的甘蔗糖生产基地， 有丰富的甘蔗叶、 甘蔗渣作为食用菌培养料。因此，本项目研究成功，对服务“三农”，促进农民增收，加快农民脱贫致富具有重要的意义。（四）参考文献[1] 陶卫民 , 陈媛 . 国外设施农业发展趋势 [J]. 新疆农业科技 , 2001(1):41-42 [2] 葛志军，傅理 . 国内外温室产业发展现状与研究进展 [J]. 安徽农业科学trol Systems Magazine, Vol.9 ，No.10，pp.28-47 ，2001. [4] Deng Lujuan, Zhang Kanyu, Gong Youmin, et al. Environment optimal control in intelligent greenhouse [A].Proceedings of the Fifth World Congress on IntelligentControl and Automat ion[C ].No.6 ，pp. 5356- 5360 ， Electronics Agric ，Vol.26 ，No.3,pp.283-302 ，2000. [6] Goggo s V , King R E. Qualitative volutionary design of greenhouse environment control agents [J].Comp Electronics Agric ，Vol.26 ， No.3，pp.271-182 ，2000. [7] 李彦明 , 刘永杰 . 国内外设施农业发展刍议 [J]. 农机市场 ,2000(12):7-9. [8] 邹学忠 , 范玉锋 , 苏延 . 赴日本食用菌技术交流考察报告 [J]. 辽宁林业科技 ,2000(3) :30 - 34. [9] 孙永名 . 日本的食用菌生产 [J]. 山西林业科技 ,2004(3) :31-32. [10] 杨军 . 韩国食用菌工厂化设施栽培与食用菌市场 [J]. 中国食用菌 ,2004(2):7-8. [11] 郝光明 . 韩国工厂化杏鲍菇栽培技术 [J]. 食用菌 ,2003(2) :38-39. [12] 李荣春 . 英国蘑菇现代化栽培模式 [J]. 中国食用菌 ,2000(3):1-9. [13] 宋玉清 , 陈维斌 . 国际食用菌产业发展动态及对开展食用菌研究的建议 [J]. 辽宁农业科学 ,2004(5):39-40. [14] 张晓文 . 设施农业的发展现状与展望 [ J ]. 农机推广与安全 , 2006 (11) :6 - 8. [15] 闫世霞 . 我国工厂化农业的现状与展望 [J]. 中国农学通报 ,2002,18(2):75-76. [16] 白春雨，时 玲.我国几种温室环境控制系统的架构方案 [J]. 农机化研究 ,2006 ，容提(5):29-31. [17] 毕玉革，麻硕士 . 我国现代温室环境控制硬件系统的应用现状及发展 [J]. 农机化 研究,2009, （3）:226-229. [18] 刘遐 . 我国食用菌工厂化过程中的若干重要关系 ( 一)[J]. 食用容提要菌 ,2005(1):1-2. [19] 胡永光 , 李萍萍 , 袁俊杰 . 食用菌工厂化生产模式探讨 [J]. 安徽农业科学 ,2007, 35(9):2606 ～2607,2669.[20] 周敏刚，基于 IEEE1451.2 标准和 ZigBee 协议的温室智能控制器的研究 [ 学位论文 ]. 2007，农业生物环境工程[21] 周品易，温室中无线执行器节点的设计 [J]. 技术文摘， 2011.9.16 [22] 李长锋，滕国库，常闯 . 基于 ZigBee 的无线传感网络网关的设计 [J]. 计算机与数字工程,20119 （7）[23] 汗华斌，罗中良 . 基于 ZigBee 的数据采集监测系统设计 [J]. 计算机与现代化 2011（8）[24] 岳昌琪，无线传感网络在农业大棚中的应用 [ 硕士论文 ]. 2010.10.16 [25] 罗海勇，李锦涛，赵方，朱珍民，王琳 . 基于无线传感器网络的温室信息采集系统设计研究 [ 第三届和谐人机环境联合 ( 第 16 届全国多媒体技术、第 3 届全国人机交互、第 3届全国普适计算 ) 学术会议 ].2007 [26 吴键，袁慎芳 . 无线传感器网络节点的设计和实现 [J]. 《仪器仪表学报》 ,2006(9) [27 陈德富陶正苏 一种自适应侦听的异步无线传感器网络 MAC协议《电子与信息学报》 2011（6）[28] 吴文昌 , 伍仁勇 , 李仁发 . 无线传感网络中一种基于网络编码的可靠数据发送方法《计算机研究与发展》 2010(2) [29] 周伟 , 方方 , 周建斌 , 李扬红 , 刘易 , 李琳琳 . 基于无线传感网络的多点辐射监测系统的 6 实现 [J]. 物探与化探 ,2011(3) [30 沈敏 , 张荣标 , 冯友兵 . 温室节点低能耗型无线传感网络构建方法 《农业机械学报》2008(11) [31] 王刚 . 无线传感网络配置问题研究 [ 学位论文 ]. 2010 [32] 夏德印，邵友，陈国定 . 基于无线传感网络的温度监控系统 [J]. 工业仪表与自动化装置2011(3) [33] 刘述钢，刘宏立，詹杰，王耀南 . 无线传感网络中能耗均衡的混合通信算法研究 [J]. 通信学报 ,2009(1) [34] 赵刚 , 侯立刚 , 罗仁贵 , 刘源 , 吴武臣 . 无线传感网络中低功耗处理器的设计和优化 [J].半导体学报 ,2006 年 z1 期[35] 顾霞萍，赵伟，王宜怀，钱仇圣 . 无线传感网络与以太网无缝结合的应用研究 [J]. 微电子学与计算机 ,2011(6) [36] 张荣标，冯友兵 . 基于 IEEE802.15.4 的温室无线监控系统的通信实现 [J]. 农业机械学报,2008(8) [37] 仇雷杰 . 无线传感网络中有效数据收集技术研究 [ 学位论文 ].2011 [38] 高强 . 温室无线传感网络的网络协议与控制节点的研究 [ 学位论文 ].2009 [39] 程明传。基于 ARM的无线传感网络网关的设计 学位论文 2009 [40] 王慧斌 , 钟云龙 , 张家华 , 严锡君 , 徐立 . 一种基于休眠调度策略的无线传感网络分簇协议[J]. 微电子学与计算机 ,2010(8) [41] 沈敏 , 张荣标 , 冯友兵 . 基于粗糙集的温室无线传感网络节点故障诊断 [J]. 江苏大学学报（自然科学版） ,2009(5) [42] 尚盈，袁慎芳，吴键，丁建伟， 李耀曾 . 基于无线传感网络的大型结构健康监测系统 [J].数据采集与处理 ,2009(2) [43] 王江峰 . 基于 ZigBee 无线传感网络的实现 [ 学位论文 ].2010 - 济南大学：模式识别与智能系统[44] 何成平，龚益民，林伟 .基于无线传感网络的设施农业智能监控系统 [J]. 安徽农业科学 , 2010(8) [45] 雷梁 . 基于 ZigBee 无线传感网络的嵌入式智能家居监控系统研究 [ 学位论文 ].2009 - 西华大学：电力电子与电力传动[46] 王冉，徐本崇，魏瑞成，顾洪如，陈俊杰 . 基于无线传感网络的畜禽舍环境监控系统的设计与实现 [J]. 江苏农业学报 ,2010(3) [47] 李泉 .ZigBee 无线传感网络及其在重大危险源监控系统中的应用研究 [ 学位论文 ].2010 -兰州理工大学：检测技术与自动化装置[48] 孙彩云，李世中，李海军 .ZigBee 协议的研究及应用 [J]. 四川兵工学报 ,2010(1) [49] 石军锋，马永昌，陈建一种基于无线传感网络的温室 Web 监控系统 [J]. 农机化研究 , 2009(5) [50] 唐宏 [ 等] 编著 . 无线传感器网络原理及应用 . 人民邮电出版社 ,2010. [52] 陈敏，王擘，李军华等编 . 无线传感器原理与实践 . 化学工业出版社 ,2011.3.1 7 二、研究内容（解决的问题） ，独创或新颖之处，拟采取的研究方法，预期成果，论文框架（一）研究内容（解决的问题）（1）zigbee 通信编程，联网通信研究。（2）基于组态软件进行上位机监控程序的开发与测试。（3）利用各种数据库，查找并收集各种食用菌生长的最喜好的环境因子，建立不同种类或相同种类食用菌在不同时期的最喜好的成长因子数据。（4）确定最主要的采集数据参数对象，确定各种参数采集节点的分布。（5）完成控制器的主控模块、传感器通用接口电路、数据采集和信号调理模块、电源处理模块、人机交互模块与 IO 扩展输出等模块的硬件设计 。研究系统的实时性、响应时间以及可控性（6）完成了软件部分。分菌种，分生长阶段对采集到的数据进行处理、生长阶段报警逻辑、收发指令等。（7）进行功能测试与验证、完善。本项目拟解决的关键问题：（1）基于 Zigbee 无线）根据食用菌不同生长阶段对环境参数不同，如何实现自动调整控制参数。（3）解决与外网的连接，如何从外网控制参数。（二）独创或新颖之处（1）能够根据食用菌不同生长阶段对环境参数不同，自动调整控制参数、生长阶段报告。（2）意外情况报警。（三）拟采取的研究方法本项目拟采取“研 +产”相接合的方法进行。首先根据食用菌大棚测控要就设计测控系统如 图 1 所示。此温室无线测控网络主要由温室信息采集系统和温室无线控制系统组成。 其中温室信息采集系统主要由无线传感器节点群、无线汇聚节点和远程控制中心部分软件 ( 主要包括无线传感器网络分析与管理软件系统 ) 构成。每个传感器节点负责采集自身周围的环境、土壤和作物生理生态信息，并采用无线白组网多跳路由方式，把采集数据传输到无线汇聚节点。无线汇聚节点对接收的多个节点数据进行融合处理后，通过中长距离无线数传模块，把融合后的数据发送到远程控制中心；同时接收来自远程控制中心的控制指令，向 WSN节点或温室无线控制节点转发。基于 PC的远程控制中心集成了无线传感器网络分析与管理软件系统，具有数据存储、查询、网络状态监控、网络拓扑动态显示、采样问隔参数及实时查询设置等功能，并以图表化方式显示数据处理结果。其次，对无线 所示。传感器节点由传感器板与处理器板组成，通过插槽相连。根据温室测控的不同应用需求，选择相应传感器 ( 如温湿度、光照和 C02 浓度等 )集成或连接到传感器板相应接口上。处理器板主要由处理器模块、无线收发模块及智能电源模块组成。其中处理器模块采用低功耗微处理器芯片 ATMEGAl28L ，其工作频率为 7.3728MHz，具有 128KB系统内可编程 Flash 、4KB EEPROM 、4KB内部 SRAM、10 路 8 位 ADC。它负责控制传感器数据采集、无线收发、液晶显示 ( 可选 ) 、电池能量监测、各硬件模块功耗及系统任务调度、MAC／路由协议执行等。无线收发模块核心为射频芯片 CCl000，它具有工作电压低、可编程功率输出 (-20 ～10dBm)、接收灵敏度高 ( 一 109dBm)等特点。采用 FSK调制方式，工作频率为 915MHz(可配置 ) ，数据传输速率可达 72． 8Kbps。智能电源模块由单节锂电池 ( 容量1200mA．h) 、智能电池检测器件 (DS2438)、电池保护电路 (R5421) 、充电芯片 ( 脚 1551) 、电源处理电路及外围接口电路组成，为节点提供智能充电和电路短路保护等功能。再次，网关的设计如图 3 所示。基于成本基于成本、集成度、扩展能力等多方面因素，本文设计的网关采用双 CPU结构。 MCPU A集成与满足 ZigBee 协议栈的无线 责 ZigBee 协议栈部分的初始化、无线传感网络的构建以及 ZigBee 网络传感器上传数据的初步处理。 9 MCPU B接收 MCPU A的数据信号， 将接收到的无线传感数据信息上传， 即通过以太网或 GPRS网络进行异构网络信息传输。 MCPU_A和 MCPU-B之间采用串口通信。目前满足 ZigBee 协议标准的无线收发模块主种类较多，本文采用美国 Ti 公司的 CC2430芯片。该芯片是 Chipcon 公司生产的首款符合 ZigBee 技术的 2．4GHz射频系统单芯片，适用于符合 ZigBee 的无线传感器网络节点。包括终端节点、路由器节的无线传感器网络节点，包括终端节点、路由器节点和网关节点。 网关系统的核心处理器是 MCPU B。网关需要接收大量的传感器信息， 并且要将处理后的数据通过其他模块传送到监控端，所以 MCPU-B的处理能力直接影响着系统的性能。IntelXScaleE ] Zig 系列处理器是基于 ARMV5TE体系结构， PXA270系列处理器是在原有的XScale 架构基础上，提高了处理器的效率，优化了处理器的功耗，满足了本网关系统的处理器性能需要。 网关硬件设计的重点在于 MCPU-A和 MCPU-B之间的连接和 MCPU-B与 GPRS模块、以太网模块的连接。还有，远程主控中心软件的设计如图 4 所示。 10 最后， 无线执行器节点结构与设计。 温室环境参数的控制是由后台管理系统通过 Internet 发送控制命令到汇聚节点，再由汇聚节点通过多跳传输到无线执行器节点，由无线执行器节点根据控制命令来控制相应的控制对象。无线执行器节点主要有 LM3S1968 微控制器、光照强度控制、通风控制、温度控制、洒水控制、 CO2 浓度控制、施肥控制和 nRF905 无线 所示。以上提出的设计思想，是此课题的主要部分，要成功完成此课题，还要解决监控机操作界面、控制执行系统的变送器等。为了降低设计成本和缩短研发周期，在设计实际电路之前，采用电路仿真实验法，对本项目进行研究，通过电子专业软件的仿真，确定最后电路设计参数值。（四）预期成果（1）样机一套。（2）公开发表学术论文 2 篇，其中，中文核心期刊（中国科学引文数据库）至少 1 篇。三、已进行的科研工作基础和已具备的科学研究条件 （包括在哪个实验室进行试验， 主要的 11 仪器设备等） ，对其他单位的协作要求本人近六年来主要从事单片机、微机原理、 PLC及传感器与检测技术等方面的教学和科研工作，积累了丰富的电子信息技术设计经验。现在正在参与《基于无限传感器网络的旅游景区自动导游系统的研究》的研究项目，在此项目研究团队有 3 人组成，本人主要负责硬件设计。本项目完全可以在我系的实验室中进行，电子工艺实训室是集教学、培训、研发、生产为一体的综合实践基地，拥有电路板制作生产线和电子产品装配生产线条，为教师、学生提供科研、课程设计、毕业设计等服务，还可对外承接电子产品的研发和制作。主要设备有：电路路板、贴片元件生产线、波峰焊接、回流焊接等。设备总值约 23 万元电子工艺实训室完全可以满足设计出要求。四、论文工作安排和进度起迄日期 主要工作 预期结果2011.1-2011.10 食用菌基地实地考查调研了解食用菌生产基地的情况，了解基地的各种需求，明确有待于解决的关键性问题2011.11-2012.1 文献研究和电路仿线 电路设计和制作调试 系统设计初步完成2012.3-2012.4 总结及理论分析 系统得到改进和完善，有两表文章2012.4-2012.5 撰写毕业论文 撰写毕业论文完成五、指导和辅导论文撰写（试验）的教师姓 名 职 称 指导（辅导）的内容六、参加学位论文开题报告的专家名单姓名 职称 学科、专业 单位 12 七、专家对开题报告的评议（一）对选题依据、预期设想或技术路线的科学性、可行性及创造性的评价（二）存在的主要问题和改进措施（三）结论□同意 □ 建议修改或补充 □ 不同意 开题报告专家组长（签章） 年 月 日八、指导教师意见 13 指导教师（签章） 年 月 日九、学院审核意见单位负责人（签章） 单位（签章） 年 月 日十、备注
