面向智能溫室的無(wú)線傳感網(wǎng)盲檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2020-12-29 17:47
傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式效率低、品質(zhì)差,智能溫室作為一種新型的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)正在逐步取代傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。智能溫室可以有效采集農(nóng)作物的相關(guān)數(shù)據(jù),為作物營(yíng)造最佳的生長(zhǎng)環(huán)境,從而大大提高經(jīng)濟(jì)效益。無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network,WSN)技術(shù)通過(guò)大規(guī)模部署的傳感器節(jié)點(diǎn),定期采集監(jiān)測(cè)區(qū)域的信息并發(fā)送至數(shù)據(jù)處理中心,因此可以將基于無(wú)線傳感網(wǎng)的環(huán)境信息監(jiān)測(cè)方案應(yīng)用于智能溫室中;趥鞲衅鞴(jié)點(diǎn)本身電池?zé)o法續(xù)航的特性,節(jié)約能耗成為了WSN的設(shè)計(jì)核心之一。盲均衡和盲檢測(cè)技術(shù)無(wú)需訓(xùn)練序列,能夠有效節(jié)能,在WSN中具有極大的研究應(yīng)用前景。本文設(shè)計(jì)了應(yīng)用于智能溫室的無(wú)線傳感網(wǎng)盲檢測(cè)系統(tǒng)。本論文受國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(項(xiàng)目批準(zhǔn)號(hào):61302155)支持,在前期成果基礎(chǔ)上主要做了以下創(chuàng)新工作:(1)構(gòu)造了基于量子蟻群優(yōu)化-互相關(guān)算法的智能溫室無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)簇內(nèi)盲檢測(cè)系統(tǒng)。算法流程:首先,為使簇內(nèi)各傳感器節(jié)點(diǎn)的發(fā)送信號(hào)互不相關(guān),對(duì)其進(jìn)行加擾處理;之后采用量子蟻群優(yōu)化算法盲檢測(cè)基準(zhǔn)傳感器節(jié)點(diǎn)的發(fā)送信號(hào)進(jìn)行并估計(jì)信道;最后,利用各個(gè)節(jié)點(diǎn)間的相關(guān)性盲恢復(fù)簇內(nèi)其它傳感器節(jié)點(diǎn)的傳輸信道及發(fā)送信號(hào),再進(jìn)行解...
【文章來(lái)源】:南京郵電大學(xué)江蘇省
【文章頁(yè)數(shù)】:77 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
溫室結(jié)構(gòu)圖
19圖 3.2 無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的分層結(jié)構(gòu)于智能溫室中的經(jīng)典 WSN 通信協(xié)議的分層結(jié)構(gòu)。從豎向看鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層[50]。物理層,負(fù)責(zé)信道編路層負(fù)責(zé)介質(zhì)訪問(wèn)、功率管理、差錯(cuò)控制、數(shù)據(jù)裝幀并進(jìn)行發(fā)現(xiàn)、維護(hù)和轉(zhuǎn)發(fā),從而實(shí)現(xiàn)了簇內(nèi)傳感器節(jié)點(diǎn)與簇首之間輸層主要負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)中的傳輸控制,保證數(shù)據(jù)包有效、準(zhǔn)確的和定位外,還負(fù)責(zé)通過(guò)不同種類的傳感器節(jié)點(diǎn)來(lái)收集監(jiān)測(cè)區(qū)[50],比如智能溫室中的土壤、溫度濕度等。SN 協(xié)議模型被分為三大平臺(tái):任務(wù)發(fā)布平臺(tái)、節(jié)點(diǎn)管理平主要負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的平衡、調(diào)度、檢測(cè)以及發(fā)送命令;節(jié)檢測(cè)傳感器節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)狀況,并對(duì)點(diǎn)到點(diǎn)之間的通信進(jìn)行維
21圖 3.3 智能溫室 WSN 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖將 WSN 節(jié)點(diǎn)視為一個(gè)微小的嵌入式系統(tǒng),用于采集監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)被監(jiān)測(cè)對(duì)象每個(gè)節(jié)點(diǎn)由無(wú)線傳送模塊、存儲(chǔ)模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、傳感模塊以及能量供成,如圖 3.4 所示。傳感器模塊主要負(fù)責(zé)采集監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的各類信息(如溫濃度、土壤信息等)并將采集到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào);數(shù)據(jù)處理模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)節(jié)點(diǎn)的操作;無(wú)線傳送模塊由收發(fā)器和天線組成,主要負(fù)責(zé)該傳感感器節(jié)點(diǎn)間的無(wú)線通信和信息交換;存儲(chǔ)模塊則主要負(fù)責(zé)存儲(chǔ)采集到的數(shù)據(jù)模塊是傳感器的關(guān)鍵部分,為傳感器節(jié)點(diǎn)提供所需的能量。傳感器節(jié)點(diǎn)大規(guī),各個(gè)節(jié)點(diǎn)協(xié)同合作,獲取所需的環(huán)境數(shù)據(jù),并將收集到的信息進(jìn)行加工和傳
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于Hadamard門(mén)變異的量子遺傳算法[J]. 鄂旭,蓋佳妮,周津,楊芳,劉春曉. 控制工程. 2018(01)
[2]Logistic混沌映射性能分析與改進(jìn)[J]. 陳志剛,梁滌青,鄧小鴻,張穎. 電子與信息學(xué)報(bào). 2016(06)
[3]基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)精細(xì)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)盲檢測(cè)[J]. 饒強(qiáng),于舒娟,張昀,宋嘯良,陳成. 電視技術(shù). 2015(21)
[4]改進(jìn)量子蟻群算法在動(dòng)態(tài)路徑誘導(dǎo)中的應(yīng)用[J]. 張程程,康維新. 應(yīng)用科技. 2015(05)
[5]量子計(jì)算算法介紹[J]. 龍桂魯. 物理. 2010(12)
[6]實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)負(fù)載均衡的無(wú)線傳感網(wǎng)能量高效分簇方法[J]. 雷磊,薛小龍,周進(jìn)華,許宗澤. 應(yīng)用科學(xué)學(xué)報(bào). 2010(06)
[7]基于TinyOS無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 卜天然,呂立新,汪偉. 農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息. 2009(02)
[8]國(guó)內(nèi)外溫室產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與研究進(jìn)展[J]. 葛志軍,傅理. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2008(35)
[9]中國(guó)農(nóng)業(yè)資源利用面臨的問(wèn)題與對(duì)策[J]. 劉運(yùn)偉. 西昌學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2008(03)
[10]SIMO含公零點(diǎn)信道的直接盲序列檢測(cè)[J]. 張志涌,BAI Erwei. 電子學(xué)報(bào). 2005(04)
博士論文
[1]基于復(fù)數(shù)Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的盲信號(hào)檢測(cè)[D]. 張昀.南京郵電大學(xué) 2012
[2]溫室環(huán)境測(cè)控系統(tǒng)的適用性研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 張潛.浙江大學(xué) 2009
碩士論文
[1]智能溫室監(jiān)控系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D]. 夏爽.太原理工大學(xué) 2016
[2]基于分簇虛擬MIMO無(wú)線傳感網(wǎng)盲處理系統(tǒng)研究[D]. 胡蓉.南京郵電大學(xué) 2015
[3]量子蟻群優(yōu)化盲檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 宋嘯良.南京郵電大學(xué) 2015
[4]基于混沌Hopfield型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的盲算法研究[D]. 劉歡.南京郵電大學(xué) 2015
[5]基于WSN的智能溫室大棚多參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)[D]. 劉娉婷.華北理工大學(xué) 2015
[6]智能溫室遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究[D]. 馮琪.東華大學(xué) 2015
[7]面向精細(xì)農(nóng)業(yè)WSN中的信號(hào)盲處理問(wèn)題及研究[D]. 李瑞翔.南京郵電大學(xué) 2014
[8]量子遺傳算法在盲檢測(cè)中的研究與應(yīng)用[D]. 蔡晴紅.南京郵電大學(xué) 2013
[9]改進(jìn)蟻群算法在盲均衡中的應(yīng)用[D]. 汪金偉.南京郵電大學(xué) 2012
[10]基于WSN的溫室環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)研究[D]. 岳青.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2011
本文編號(hào):2946033
【文章來(lái)源】:南京郵電大學(xué)江蘇省
【文章頁(yè)數(shù)】:77 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
溫室結(jié)構(gòu)圖
19圖 3.2 無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的分層結(jié)構(gòu)于智能溫室中的經(jīng)典 WSN 通信協(xié)議的分層結(jié)構(gòu)。從豎向看鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層[50]。物理層,負(fù)責(zé)信道編路層負(fù)責(zé)介質(zhì)訪問(wèn)、功率管理、差錯(cuò)控制、數(shù)據(jù)裝幀并進(jìn)行發(fā)現(xiàn)、維護(hù)和轉(zhuǎn)發(fā),從而實(shí)現(xiàn)了簇內(nèi)傳感器節(jié)點(diǎn)與簇首之間輸層主要負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)中的傳輸控制,保證數(shù)據(jù)包有效、準(zhǔn)確的和定位外,還負(fù)責(zé)通過(guò)不同種類的傳感器節(jié)點(diǎn)來(lái)收集監(jiān)測(cè)區(qū)[50],比如智能溫室中的土壤、溫度濕度等。SN 協(xié)議模型被分為三大平臺(tái):任務(wù)發(fā)布平臺(tái)、節(jié)點(diǎn)管理平主要負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的平衡、調(diào)度、檢測(cè)以及發(fā)送命令;節(jié)檢測(cè)傳感器節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)狀況,并對(duì)點(diǎn)到點(diǎn)之間的通信進(jìn)行維
21圖 3.3 智能溫室 WSN 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖將 WSN 節(jié)點(diǎn)視為一個(gè)微小的嵌入式系統(tǒng),用于采集監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)被監(jiān)測(cè)對(duì)象每個(gè)節(jié)點(diǎn)由無(wú)線傳送模塊、存儲(chǔ)模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、傳感模塊以及能量供成,如圖 3.4 所示。傳感器模塊主要負(fù)責(zé)采集監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的各類信息(如溫濃度、土壤信息等)并將采集到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào);數(shù)據(jù)處理模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)節(jié)點(diǎn)的操作;無(wú)線傳送模塊由收發(fā)器和天線組成,主要負(fù)責(zé)該傳感感器節(jié)點(diǎn)間的無(wú)線通信和信息交換;存儲(chǔ)模塊則主要負(fù)責(zé)存儲(chǔ)采集到的數(shù)據(jù)模塊是傳感器的關(guān)鍵部分,為傳感器節(jié)點(diǎn)提供所需的能量。傳感器節(jié)點(diǎn)大規(guī),各個(gè)節(jié)點(diǎn)協(xié)同合作,獲取所需的環(huán)境數(shù)據(jù),并將收集到的信息進(jìn)行加工和傳
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于Hadamard門(mén)變異的量子遺傳算法[J]. 鄂旭,蓋佳妮,周津,楊芳,劉春曉. 控制工程. 2018(01)
[2]Logistic混沌映射性能分析與改進(jìn)[J]. 陳志剛,梁滌青,鄧小鴻,張穎. 電子與信息學(xué)報(bào). 2016(06)
[3]基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)精細(xì)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)盲檢測(cè)[J]. 饒強(qiáng),于舒娟,張昀,宋嘯良,陳成. 電視技術(shù). 2015(21)
[4]改進(jìn)量子蟻群算法在動(dòng)態(tài)路徑誘導(dǎo)中的應(yīng)用[J]. 張程程,康維新. 應(yīng)用科技. 2015(05)
[5]量子計(jì)算算法介紹[J]. 龍桂魯. 物理. 2010(12)
[6]實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)負(fù)載均衡的無(wú)線傳感網(wǎng)能量高效分簇方法[J]. 雷磊,薛小龍,周進(jìn)華,許宗澤. 應(yīng)用科學(xué)學(xué)報(bào). 2010(06)
[7]基于TinyOS無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 卜天然,呂立新,汪偉. 農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息. 2009(02)
[8]國(guó)內(nèi)外溫室產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與研究進(jìn)展[J]. 葛志軍,傅理. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2008(35)
[9]中國(guó)農(nóng)業(yè)資源利用面臨的問(wèn)題與對(duì)策[J]. 劉運(yùn)偉. 西昌學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2008(03)
[10]SIMO含公零點(diǎn)信道的直接盲序列檢測(cè)[J]. 張志涌,BAI Erwei. 電子學(xué)報(bào). 2005(04)
博士論文
[1]基于復(fù)數(shù)Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的盲信號(hào)檢測(cè)[D]. 張昀.南京郵電大學(xué) 2012
[2]溫室環(huán)境測(cè)控系統(tǒng)的適用性研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 張潛.浙江大學(xué) 2009
碩士論文
[1]智能溫室監(jiān)控系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D]. 夏爽.太原理工大學(xué) 2016
[2]基于分簇虛擬MIMO無(wú)線傳感網(wǎng)盲處理系統(tǒng)研究[D]. 胡蓉.南京郵電大學(xué) 2015
[3]量子蟻群優(yōu)化盲檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 宋嘯良.南京郵電大學(xué) 2015
[4]基于混沌Hopfield型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的盲算法研究[D]. 劉歡.南京郵電大學(xué) 2015
[5]基于WSN的智能溫室大棚多參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)[D]. 劉娉婷.華北理工大學(xué) 2015
[6]智能溫室遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究[D]. 馮琪.東華大學(xué) 2015
[7]面向精細(xì)農(nóng)業(yè)WSN中的信號(hào)盲處理問(wèn)題及研究[D]. 李瑞翔.南京郵電大學(xué) 2014
[8]量子遺傳算法在盲檢測(cè)中的研究與應(yīng)用[D]. 蔡晴紅.南京郵電大學(xué) 2013
[9]改進(jìn)蟻群算法在盲均衡中的應(yīng)用[D]. 汪金偉.南京郵電大學(xué) 2012
[10]基于WSN的溫室環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)研究[D]. 岳青.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2011
本文編號(hào):2946033
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