1.3 研究目标及要求

本设计课题分析了我国菌菇房的监控系统的现状和实际需求，采用虚拟仪器的技术架构，将计算机技术、传感器技术、串口通信技术和虚拟仪器技术结合在一起，对菌类所生长的的环境进行自动的、实时的监控。本系统是基于LabVIEW的菌菇房环境监控系统的设计。从硬件方面和软件方面对菌菇房的自动监控系统进行设计。

本设计课题研究的主要内容有：硬件方面包括传感器单元设计、单片机系统设计、无线通信模块设计。软件方面主要涉及到单片机处理数据及上位机LabVIEW人机交互界面设计。具体实现的功能有：

（1）本系统主要是通过无线进行数据的传输，上位机可以通过无线传输接受硬件系统所采集的数据，同时能够通过无线发送控制指令。

（2）声光报警方面：当该系统所测的因素超过预定的范围时，硬件系统的声光报警模块运行。上位机LabVIEW同样显示异常报警。

（3）数据实时采集方面：本设计系统从下位机所采集的数据不断地传到上位机LabVIEW面板上，通过波形图表可以实时的观察到环境参数随着时间的变化情况和期望值的偏差。

（4）当菌菇房的环境因素变化超过菌类生长所要求的标准时，可以通过上位机LabVIEW远程无线控制执行机构的打开，从而改变菌菇房的环境，使得环境能够恢复到合适菌类生长的环境。

2 系统设计方案分析论证

本设计系统是菌菇房环境的自动监控系统，该系统主要是通过下位机将采集处理好的数据，通过无线传输传送给上位机。由此可以看出该系统采用无线传感器网络。因此，我们需要根据设计系统的具体需要选择一个适合该系统的网络拓扑结构，这样才能该设计系统有效的运行，以下就是对该设计系统网络拓扑结构的论证及选择。

2.1系统网络拓扑结构分析论证

网络拓扑是网络的形状，也可以说是它在物理上的连通性。构成网络的拓扑结构的种类有很多。它的结构主要有星状结构、环型结构、总线结构、树型结构、全互连型结构和不规则型结构等。

网络拓扑结构图

（1）星型结构

星型结构是指各节点以星型方式连接成网络，如图2-1（a）所示。星型结构主要是由一个中心节点和其他的边路上的节点组成一个网络，因此通常情况下又称星型结构为集中式网络。集中式的结构便于扩充网络节点，同时易于集中控制，由于端用户之间的通信必须经过中心站。同时星型拓扑结构的网络延迟时间相对于其他的拓扑结构较小，系统的可靠性也相对较高。

（2）树型结构文献综述

树型结构的特点主要是联网的每一台计算机的组成结构像树的形状，树上的每一个节点都是计算机，如图2-1（b）所示，一般来说越接近树根的节点，节点的处理能力就越强。正常情况下典型的低层节点无法解决的问题，就会请求中层的计算机解决，中层解决不了请求顶层节点解决。

（3）总线型结构

在总线上传输信息的方式通常多以基带形式进行串行的传递信息，它像是由一条高速公用总线连接若干节点所形成的网络，每个结点上的网络接口都是具有接收和发送功能，如图2-1（c）所示。由于它是有一条总线连接的很多节点所以该结构的距离较短。总线型网络拓扑结构简单灵活、可扩展性好、成本低、使用方便。但当某个站点出问题时，对整个网络系统影响较大，特别是由于所有的工作站点通讯都是用一条公用总线，所以时差性较差，当节点通信量增加时，性能会急剧下降。