發(fā)布時間：2017-08-09 05:20

  本文關(guān)鍵詞：一種基于WSN的農(nóng)業(yè)氣象觀測系統(tǒng)的設(shè)計

  更多相關(guān)文章： 農(nóng)業(yè)氣象 自動站 WSN網(wǎng)絡(luò) 低功耗 電源管理

【摘要】：基于精細(xì)化觀測的農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。隨著無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,WSN網(wǎng)絡(luò)也逐漸應(yīng)用于農(nóng)業(yè)氣象觀測。本文實現(xiàn)了一種基于WSN的農(nóng)業(yè)氣象觀測系統(tǒng),系統(tǒng)包含農(nóng)田小氣候觀測子系統(tǒng)、株間溫濕度觀測子系統(tǒng)及作物生長觀測子系統(tǒng)。農(nóng)田小氣候觀測子系統(tǒng)包括冠層上方和土壤兩個觀測層。作物生長特征觀測子系統(tǒng)通過獲得高清實時圖像經(jīng)專用圖像識別軟件判定作物當(dāng)前所處的發(fā)育期。株間溫濕度觀測子系統(tǒng)觀測作物從地面到作物冠層間的溫濕度生長信息,通用的可實現(xiàn)30cm、60cm處的溫濕度觀測,根據(jù)作物高度可選擇實現(xiàn)150cm或300cm處的溫濕度數(shù)據(jù)采集。本文的主要工作為：1.基于XBee 868模塊實現(xiàn)樹狀網(wǎng)組網(wǎng)。2.株間溫濕度子節(jié)點的硬件設(shè)計。3.系統(tǒng)集成及外場測試。為確保株間溫濕度節(jié)點在野外能長時間運(yùn)行,選擇了低溫鋰電池及太陽能供電的模式。本文選用的充電管理芯片LTC4121可實現(xiàn)80%以上的充電效率,結(jié)合放電管理芯片CN302,實現(xiàn)了高效的電源管理。根據(jù)自主設(shè)計的路由協(xié)議實現(xiàn)了樹狀網(wǎng)絡(luò)通信功能,網(wǎng)絡(luò)中包含協(xié)調(diào)器、路由器、終端節(jié)點三種節(jié)點類型。路由節(jié)點具有轉(zhuǎn)發(fā)子節(jié)點信息、維護(hù)子節(jié)點路由路徑的基本功能。本文實現(xiàn)的樹狀網(wǎng)絡(luò)具有自我修復(fù)功能,若節(jié)點超過三個周期未接收到對時信息則啟動重新入網(wǎng)的功能。通過測試表明,株間溫濕度節(jié)點在陰雨天可連續(xù)工作15天以上,且數(shù)據(jù)缺測率為0。本文實現(xiàn)的農(nóng)業(yè)氣象觀測系統(tǒng)可實現(xiàn)分布式觀測,可以根據(jù)實際需要方便增減或調(diào)整觀測點,采樣值更加全面,更具有代表性,具有廣闊的應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：農(nóng)業(yè)氣象 自動站 WSN網(wǎng)絡(luò) 低功耗 電源管理
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S163
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 第1章. 緒論9-14
• 1.1 選題的背景與意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀10-12
• 1.3 存在的問題12-13
• 1.4 本文主要工作內(nèi)容13-14
• 第2章. 基于WSN的農(nóng)業(yè)氣象觀測系統(tǒng)整體設(shè)計14-17
• 2.1 系統(tǒng)功能需求14-15
• 2.2 系統(tǒng)總體設(shè)計方案15-17
• 第3章. 無線傳感網(wǎng)絡(luò)的研究與實現(xiàn)17-45
• 3.1 無線通信技術(shù)17-21
• 3.1.1 幾種短距離無線通信技術(shù)17-19
• 3.1.2 無線傳輸基本原理及特點19-21
• 3.2 基于868MHz的無線組網(wǎng)協(xié)議21-44
• 3.2.1 XBee 868模塊21-26
• 3.2.2 節(jié)點類型26-27
• 3.2.3 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)27-28
• 3.2.4 網(wǎng)絡(luò)參數(shù)28-30
• 3.2.5 網(wǎng)絡(luò)機(jī)制30-31
• 3.2.6 睡眠機(jī)制31-32
• 3.2.7 路由協(xié)議32-37
• 3.2.8 數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)37-44
• 3.3 本章小結(jié)44-45
• 第4章. 株間溫濕度子節(jié)點硬件設(shè)計45-56
• 4.1 數(shù)據(jù)采集器45-48
• 4.2 無線通信模塊48-50
• 4.3 供電單元50-55
• 4.3.1 鋰電池選型50-51
• 4.3.2 充放電系統(tǒng)設(shè)計51-55
• 4.4 本章小結(jié)55-56
• 第5章. 基于WSN的農(nóng)業(yè)氣象觀測系統(tǒng)軟件設(shè)計56-72
• 5.1 軟件設(shè)計功能需求57-59
• 5.2 μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)59-60
• 5.3 協(xié)調(diào)器軟件設(shè)計60-63
• 5.4 路由節(jié)點軟件設(shè)計63-69
• 5.4.1 采樣算法63
• 5.4.2 WSN無線通信任務(wù)63-69
• 5.5 終端節(jié)點軟件設(shè)計69-71
• 5.6 本章小結(jié)71-72
• 第6章. 測試結(jié)果及分析72-85
• 6.1 株間溫濕度節(jié)點技術(shù)指標(biāo)72-73
• 6.2 節(jié)點功能測試73-77
• 6.2.1 節(jié)點功耗測試73-74
• 6.2.2 供電單元功能測試74-76
• 6.2.3 通信距離測試76-77
• 6.3 組網(wǎng)功能測試77-82
• 6.3.1 網(wǎng)絡(luò)初始化測試78-79
• 6.3.2 網(wǎng)絡(luò)通信功能測試79-81
• 6.3.3 外場組網(wǎng)測試81-82
• 6.4 系統(tǒng)功能測試82-83
• 6.5 本章小結(jié)83-85
• 第7章. 總結(jié)與展望85-86
• 參考文獻(xiàn)86-90
• 致謝90-91
• 作者簡介91

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 周志香;怎樣實施新的農(nóng)業(yè)氣象觀測規(guī)范[J];山西氣象;1994年02期

2 韓俊杰;姜麗霞;宋坤;張劍俠;;農(nóng)業(yè)氣象觀測質(zhì)量考核系統(tǒng)[J];黑龍江氣象;2005年04期

3 馬祥玉;;關(guān)于農(nóng)業(yè)氣象觀測質(zhì)量考核系統(tǒng)的若干思考[J];民營科技;2009年06期

4 蔣運(yùn)志;陳宗行;馬新建;蔣祖林;;農(nóng)業(yè)氣象觀測中需注意的問題[J];現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技;2010年15期

5 鄭少華;《農(nóng)業(yè)氣象觀測方法》淺談[J];氣象;1980年10期

6 ;簡訊[J];浙江氣象科技;1983年01期

7 И.Г.Грушка;А.И.Муница;林葆威;;農(nóng)業(yè)氣象觀測所必須的觀測量[J];氣象科技;1984年04期

8 А.Д.Пасечнюк;宋顯榮;;蘇聯(lián)農(nóng)業(yè)氣象觀測的現(xiàn)狀和發(fā)展遠(yuǎn)景[J];氣象科技;1986年05期

9 宋泮理;;談?wù)勗鯓影押棉r(nóng)業(yè)氣象觀測質(zhì)量關(guān)[J];浙江氣象科技;1993年02期

10 胡逢喜;關(guān)于《農(nóng)業(yè)氣象觀測規(guī)范》中兩個問題的處理方法[J];江西氣象科技;1996年04期

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 記者 賴敏 通訊員 紫檀;農(nóng)業(yè)氣象觀測業(yè)務(wù)研討會舉行[N];中國氣象報;2008年

2 本報記者 周愛春　王建忠;撐起糧食豐收的保護(hù)傘[N];中國氣象報;2012年

3 本報記者 毛翠輝　蘇杰西 通訊員 李春蘭;衡水：氣象站搬進(jìn)試驗田[N];中國氣象報;2012年

4 張紅平 記者　 郭軍;我省農(nóng)業(yè)生態(tài)氣象觀測網(wǎng)點密度加大[N];陜西日報;2006年

5 本報記者 張紅平;打造為農(nóng)服務(wù)新體系[N];中國氣象報;2005年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 王玨;一種基于WSN的農(nóng)業(yè)氣象觀測系統(tǒng)的設(shè)計[D];南京信息工程大學(xué);2016年

2 王秀芳;主要農(nóng)作物生長特征參數(shù)自動化觀測技術(shù)研究[D];成都信息工程學(xué)院;2012年

，

本文編號：643702