zigbee.pdf

POLITECHNIKA ŁÓDZKA

Wydział Elektrotechniki, Elektroniki,

Informatyki i Automatyki

Praca dyplomowa magisterska

System nadzoru warunków uprawy roślin

z wykorzystaniem sieci ZigBee

Radosław Indrys

Nr albumu: 121757

Opiekun pracy:

prof. dr hab. inż. Andrzej Napieralski

Dodatkowy opiekun:

mgr inż. Zbigniew Kulesza

Łódź, 2010

Radosław Indrys

System nadzoru warunków uprawy roślin z wykorzystaniem sieci ZigBee

Streszczenie

Celem niniejszej pracy było wykonanie systemu nadzoru hodowli roślin bazującego na

sieci ZigBee.

Praca została podzielona na część teoretyczną oraz praktyczną. W części teoretycznej

zebrano wszystkie pojęcia oraz zagadnienia, których zrozumienie jest konieczne dla

rozwiązania problemów w części praktycznej.

Do części teoretycznej należą:

Rozdział pierwszy - zawiera podstawowe informacje o sposobie hodowli roślin,

a szczególnie o parametrach środowiska, których znajomość jest niezbędna dla tego

procesu. Przedstawiono tu również sposoby pomiaru wybranych parametrów wraz

z czujnikami, które to umożliwiają.

Rozdział drugi – przeprowadzono tu szczegółową analizę standardu transmisji

bezprzewodowej ZigBee. Omówiono podstawowe parametry, wady oraz zalety

tego protokołu. Zestawiono go z innymi popularnymi protokołami transmisji

bezprzewodowej przedstawiając jednocześnie sens tworzenia kolejnego standardu.

Praktyczną realizację projektu szczegółowo opisuje rozdział trzeci. Zawarto tu założenia

projektowe,

zastosowane rozwiązania

konstrukcyjne

oraz

programowe. Rozdział

podsumowują przeprowadzone testy gotowego urządzenia.

Wykonane urządzenia bazują na mikrokontrolerach z rodziny PIC18 firmy Microchip.

Wybór ten podyktowany był przede wszystkim dostępnością stosu sieci ZigBee. Firma

Microchip jako jedyna udostępnia w pełni funkcjonalny stos nieodpłatnie. Dodatkową jego

zaletą jest łatwa implementacja na mikrokontrolerach tego producenta oraz współpraca

z łatwo dostępnymi narzędziami programistycznymi.

Aplikacja z przyjaznym dla użytkownika interfejsem graficznym została napisana

w środowisku Microsoft Visual Studio 2005 w języku C++ z wykorzystaniem bibliotek

MFC. Komunikacja z aplikacją PC odbywa się poprzez szeregowy port COM. Mimo, iż

szybkość transmisji tym interfejsem jest nieporównywalnie mniejsza w stosunku do

Radosław Indrys

System nadzoru warunków uprawy roślin z wykorzystaniem sieci ZigBee

nowszych rozwiązań takich jak port USB, jest ona w zupełności wystarczająca dla potrzeb

tego projektu.

Projekt wymagał również wykonania odpowiednich obwodów drukowanych. Wszystkie

płytki PCB zostały zaprojektowane w programie Protel DXP 2004 firmy Altium.

Odpowiednie schematy znajdują się w załączniku.

Radosław Indrys

System nadzoru warunków uprawy roślin z wykorzystaniem sieci ZigBee

Abstract

The aim of this thesis was to present the plant growth control system based on ZigBee

network.

The thesis was divided into the theoretical part and the practical part. The theoretical part

consists of all terms and issues which are of crucial importance regarding every problem

indicated in the practical part.

The theoretical part is composed of:

First Chapter – it presents the basic information concerning the method of plant

raising, especially the parameters of natural environment. Moreover, it points out

the method of measuring the main parameters with the use of the appropriate

sensors.

Second Chapter – it presents the detailed analysis of ZigBee wireless standard. This

chapter describes the basic parameters, advantages and disadvantages of this

protocol. Additionally, the protocol was contrasted with other popular standards of

wireless transmissions.

The practical part of the project is shown in the third chapter. It indicates the assumptions

concerning the project together with software and hardware solutions. This chapter is

summarized by the results of testing of the designed device.

The device is based on the PIC18 microcontroller of Microchip. Such solution results from

the easy accessibility of ZigBee network stack. It is only Microchip Company which

makes the access to the stack free of charge. The next advantage is easy implementation

together with the Microchip’s microcontrollers and cooperation with the programming

tools which are easily available.

The application with user friendly graphic interface was developed in Microsoft Visual

Studio 2005 in C++ language with the use of MFC libraries. Communication with PC is

carried out through COM port. Despite the fact that the speed of transmission by this

interface is comparably lower than by the newer standards such as USB port, it seems

enough regarding the aim of this project.

Radosław Indrys

System nadzoru warunków uprawy roślin z wykorzystaniem sieci ZigBee

The project required also the suitable printed circuit boards (PCB). All boards were

designed with the use of Protel DXP 2004 released by Altium Company. The relevant

drawings are enclosed in the attachment.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: