【摘要】：伴隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,信息化已經(jīng)滲透到傳統(tǒng)的各個(gè)行業(yè)當(dāng)中,比如傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)與信息化的結(jié)合能夠極大地提高農(nóng)業(yè)的資源利用率以及勞動(dòng)效率。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network,WSN)是一種近幾年比較流行應(yīng)用比較廣泛的分布式傳感器網(wǎng)絡(luò),也是一種有很大應(yīng)用前景的微型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。它通過(guò)末端的傳感器末梢來(lái)獲取各個(gè)被監(jiān)測(cè)點(diǎn)的信息并實(shí)時(shí)反饋到系統(tǒng)控制中心監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn),以實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)監(jiān)測(cè)對(duì)象環(huán)境數(shù)據(jù)變化的監(jiān)測(cè)與跟蹤。發(fā)展至現(xiàn)在,無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代化軍事系統(tǒng)、交通智能化、環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)控、健康衛(wèi)生醫(yī)療、智能家居等領(lǐng)域。本課題首先對(duì)農(nóng)業(yè)智能信息化的背景和意義進(jìn)行了研究,同時(shí)介紹了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用現(xiàn)狀,以及國(guó)內(nèi)外對(duì)于農(nóng)業(yè)智能信息化的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì);分析了目前國(guó)內(nèi)外農(nóng)業(yè)信息化領(lǐng)域存在的問(wèn)題,并簡(jiǎn)要介紹了農(nóng)業(yè)信息智能化的優(yōu)點(diǎn)。其次介紹了本課題設(shè)計(jì)時(shí)需要用到的一些模塊:數(shù)據(jù)采集模塊、ZigBee無(wú)線傳輸模塊、GPRS遠(yuǎn)距離無(wú)線傳輸模塊、處理控制模塊、能源模塊及上位機(jī)終端。其中,數(shù)據(jù)采集模塊運(yùn)用了高精度的各類型傳感器,并將采集到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為能被芯片識(shí)別處理的數(shù)字信號(hào)。課題設(shè)計(jì)的通信方面,短距離無(wú)線傳輸采用了ZigBee通信技術(shù),遠(yuǎn)距離通信采用了GPRS/GSM通信網(wǎng)絡(luò)。處理控制模塊課題采用了用于處理信息的ATmega32單片機(jī)、用于控制操作的繼電器以及存儲(chǔ)芯片等并制作了集成電路板。能源供電模塊利用了太陽(yáng)能電池板與蓄電池結(jié)合的方案,對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的供電及續(xù)航能力有很大保障。終端采用了可以不受地域時(shí)間限制的基于Android系統(tǒng)的手機(jī)app及計(jì)算機(jī)上面的上位機(jī)軟件,該軟件用于采集顯示通過(guò)GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)來(lái)的信息,并根據(jù)收到的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)信息做出科學(xué)判斷,發(fā)出指令進(jìn)行相應(yīng)控制操作。課題對(duì)需要運(yùn)用到的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、ZigBee技術(shù)、GPRS技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)的性能、參數(shù)以及存在的問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)的介紹,并簡(jiǎn)單介紹了這些技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)。最后,對(duì)上述系統(tǒng)各個(gè)模塊獨(dú)立進(jìn)行通信測(cè)試完成后,對(duì)模塊進(jìn)行整合,完成了一套面向農(nóng)業(yè)的基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的信息智能化控制方案。通過(guò)通信實(shí)驗(yàn),成功證明了方案的可實(shí)施性和有效性。
【學(xué)位授予單位】：河南師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：S126;TN929.5;TP212.9
【圖文】：

強(qiáng)度等物理量參數(shù)進(jìn)行一個(gè)實(shí)時(shí)的監(jiān)控[4]，然后由智能手機(jī)、計(jì)儀器儀表實(shí)時(shí)顯示出來(lái)，或作為自動(dòng)灌溉、施肥等自動(dòng)控制的參中，以保證農(nóng)作物能夠一直有一個(gè)適宜的生長(zhǎng)環(huán)境[5]。遠(yuǎn)程控制隨地就能對(duì)農(nóng)田環(huán)境以及農(nóng)作物生長(zhǎng)狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)控制。采用無(wú)錄農(nóng)作物生長(zhǎng)的環(huán)境數(shù)據(jù)，同時(shí)與科學(xué)理論數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，達(dá)到物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實(shí)例如下圖所示：

第二章 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)2.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)綜述2.1.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Network，WSN）是一種通過(guò)分布在其末梢類型傳感器來(lái)采集環(huán)境變量數(shù)據(jù)的分布式網(wǎng)絡(luò)，其在國(guó)際上被認(rèn)為是繼互聯(lián)網(wǎng)之后二大網(wǎng)絡(luò)[15]。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)由多個(gè)感知外部世界的傳感器組成一個(gè)微型網(wǎng)絡(luò)，傳可以采集到例如光照強(qiáng)度、土壤濕度等外部環(huán)境參數(shù)，并經(jīng)由匯聚節(jié)點(diǎn)發(fā)送給觀察由于傳感器類型的多樣化和組網(wǎng)的自由化等許多顯著的優(yōu)點(diǎn)，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于軍事信息化系統(tǒng)、智能交通、醫(yī)療、環(huán)境衛(wèi)生、智能家居等領(lǐng)域。

圖 2-2 星型、網(wǎng)型、簇型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖2.1.4無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)里的節(jié)點(diǎn)定位進(jìn)行數(shù)據(jù)收集需要通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)來(lái)知道各個(gè)傳感器的位置，如果不知道傳感器的相應(yīng)位置信息而進(jìn)行的數(shù)據(jù)采集是沒(méi)有意義的[21]。比如某地方發(fā)生煤氣泄漏，首先要知道它的具體位置。一般經(jīng)濟(jì)可行的方法是首先對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行相互測(cè)距，然后利用節(jié)點(diǎn)之間信息的交換確定每個(gè)節(jié)點(diǎn)的位置，最后形成一套全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)[22]。假設(shè)已知無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中某些節(jié)點(diǎn)（信標(biāo)節(jié)點(diǎn)）的位置，可以通過(guò)一些方法來(lái)計(jì)算其他節(jié)點(diǎn)的位置信息。首先要測(cè)量未知節(jié)點(diǎn)到信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的距離，假設(shè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn) A 的位置為（X1,Y1),信標(biāo)節(jié)點(diǎn) B 的位置為(X2，Y2),信標(biāo)節(jié)點(diǎn) C 的位置為（X3，Y3)，節(jié)點(diǎn) M 的位置未知，則可以通過(guò)測(cè)量 d1、d2、d3的距離確定節(jié)點(diǎn) M 的位置[23]，如圖 2-3 所示：

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李華;李文秀;;無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在養(yǎng)殖業(yè)污染監(jiān)測(cè)上的應(yīng)用[J];漁業(yè)現(xiàn)代化;2008年02期

2 曾宣皓;張旭;李凡;鄧廣;郭穎;;基于自然保護(hù)區(qū)傳感器網(wǎng)絡(luò)的整合架構(gòu)設(shè)計(jì)[J];林業(yè)科學(xué)研究;2008年S1期

3 孫玉文;沈明霞;周良;熊迎軍;林相澤;;農(nóng)田無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)部署仿真與實(shí)現(xiàn)[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2010年08期

4 裴芳;張潔;;無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展及其在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用[J];計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用;2012年03期

5 尚明華;黎香蘭;王風(fēng)云;張曉艷;劉淑云;王利民;;無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)及其在設(shè)施農(nóng)業(yè)監(jiān)控中的應(yīng)用[J];山東農(nóng)業(yè)科學(xué);2012年09期

6 陳棟;;農(nóng)田無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)用淺析[J];農(nóng)村經(jīng)濟(jì)與科技;2014年03期

7 陸志平;秦會(huì)斌;王春芳;;無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J];杭州電子科技大學(xué)學(xué)報(bào);2006年05期

8 高峰;俞立;張文安;盧尚瓊;于莉潔;徐青香;;基于莖直徑變化的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)作物精量灌溉系統(tǒng)[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2008年11期

9 王承明;;無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全分析與對(duì)策[J];農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息;2008年08期

10 陳宏濱;馮久超;;基于閾值判決的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)混沌信號(hào)重構(gòu)[J];西南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年01期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 彭政;魏巍;羅相根;羅永健;;無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中傳感器數(shù)量的選擇方法[A];第十九屆測(cè)控、計(jì)量、儀器儀表學(xué)術(shù)年會(huì)(MCMI'2009)論文集[C];2009年

2 程時(shí)端;;傳感器網(wǎng)絡(luò)[A];中國(guó)通信學(xué)會(huì)信息通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)委員會(huì)2004年年會(huì)論文集[C];2004年

3 楊曼;;無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)對(duì)抗[A];四川省電子學(xué)會(huì)情報(bào)專業(yè)委員會(huì)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2006年

4 闞鳳龍;徐自文;陳楠;左傳文;;無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用及其發(fā)展研究[A];第九屆沈陽(yáng)科學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（信息科學(xué)與工程技術(shù)分冊(cè)）[C];2012年

5 賈杰;趙林亮;常桂然;;面向異構(gòu)傳感器網(wǎng)絡(luò)的高能效覆蓋控制[A];中國(guó)通信學(xué)會(huì)第六屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（下）[C];2009年

6 馮健昭;肖德琴;肖克輝;李就好;;基于謂詞的水質(zhì)傳感器網(wǎng)絡(luò)采樣整合優(yōu)化算法[A];紀(jì)念中國(guó)農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)成立30周年暨中國(guó)農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)2009年學(xué)術(shù)年會(huì)（CSAE 2009）論文集[C];2009年

7 唐云龍;;無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)分析[A];工程設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)技術(shù)：第十五屆全國(guó)工程設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2010年

8 杜景林;陳力軍;謝立;;無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)集成體系結(jié)構(gòu)[A];2008年全國(guó)開(kāi)放式分布與并行計(jì)算機(jī)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集(下冊(cè))[C];2008年

9 李新;田斌;辛陽(yáng);陳林順;;傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于音頻的異常事件檢測(cè)方法[A];中國(guó)電子學(xué)會(huì)第十七屆信息論學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2010年

10 劉昊;;面向電子智能服裝的人體無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建[A];“力恒杯”第11屆功能性紡織品、納米技術(shù)應(yīng)用及低碳紡織研討會(huì)論文集[C];2011年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 羅清岳;讓無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)走入生活[N];電子資訊時(shí)報(bào);2007年

2 ;多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)[N];中國(guó)計(jì)算機(jī)報(bào);2006年

3 美國(guó)專利律師 譚文曄　薛之揚(yáng);無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專利分析[N];科技日?qǐng)?bào);2010年

4 本報(bào)記者 趙建國(guó);無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)改變未來(lái)世界[N];中國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)報(bào);2011年

5 樊哲高;我國(guó)傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)工作取得新進(jìn)展[N];中國(guó)電子報(bào);2012年

6 本報(bào)記者 王博;傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)取得新進(jìn)展[N];計(jì)算機(jī)世界;2012年

7 溫雅路;利用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)提高地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)能力[N];人民郵電;2008年

8 林宗輝;ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)解決方案[N];電子資訊時(shí)報(bào);2007年

9 賽迪顧問(wèn)信息產(chǎn)業(yè)研究中心高級(jí)咨詢師 王坤;國(guó)內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究進(jìn)展[N];通信產(chǎn)業(yè)報(bào);2009年

10 本報(bào)記者 張彤;物物之連[N];網(wǎng)絡(luò)世界;2010年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 馬瑞;基于小生境粒子群算法的機(jī)艙WSN目標(biāo)覆蓋研究[D];大連海事大學(xué);2014年

2 李洪峻;面向入侵目標(biāo)追捕的多回路無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與相關(guān)技術(shù)研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

3 張德敬;基于虛擬坐標(biāo)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究[D];山東大學(xué);2015年

4 楊顯輝;森林資源數(shù)據(jù)獲取的移動(dòng)Sink無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)可靠性研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2015年

5 畢冉;基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的事件監(jiān)測(cè)算法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

6 石熙;數(shù)字水印技術(shù)在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全中的應(yīng)用研究[D];重慶大學(xué);2015年

7 徐力杰;低占空比傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸調(diào)度問(wèn)題研究[D];南京大學(xué);2014年

8 歐陽(yáng)鍵;面向無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作傳輸技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2014年

9 馮森;面向智能配用電的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由優(yōu)化協(xié)議研究[D];華北電力大學(xué);2015年

10 徐毅;無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)低能耗路由協(xié)議研究[D];山東大學(xué);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 胥常杰;傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型及其應(yīng)用[D];青島大學(xué);2010年

2 黃錚;無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)連通與覆蓋的研究[D];武漢理工大學(xué);2006年

3 彭一;基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)識(shí)別技術(shù)研究[D];西南大學(xué);2015年

4 肖力;基于ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的車流量檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];華南理工大學(xué);2015年

5 劉麗萍;無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于時(shí)空相關(guān)性的數(shù)據(jù)壓縮[D];西南大學(xué);2015年

6 何沐曦;無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下基于MATLAB和OMNeT++的IEEE1588時(shí)間同步仿真[D];西南大學(xué);2015年

7 黎鳳霞;一種雙極型多變量公鑰密碼算法在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)上的優(yōu)化與實(shí)現(xiàn)[D];華南理工大學(xué);2015年

8 王曉彤;基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的奶牛健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究[D];天津理工大學(xué);2015年

9 劉曉晨;基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)定位方法研究[D];上海師范大學(xué);2015年

10 董曉峰;畜禽養(yǎng)殖環(huán)境感知及動(dòng)物標(biāo)識(shí)技術(shù)裝備集成研究和應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2015年

本文編號(hào)：2745240