發(fā)布時(shí)間：2017-04-09 11:03

  本文關(guān)鍵詞：一種適用于野外遙感實(shí)驗(yàn)的無線數(shù)據(jù)終端系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著無線傳感器網(wǎng)路技術(shù)的飛速發(fā)展,依靠無線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息采集和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的技術(shù)在小區(qū)安保、智能家具、危險(xiǎn)區(qū)域信號(hào)采集、智能交通等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用并創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。中國科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所環(huán)境健康遙感研究室、國家林業(yè)局“濕地生態(tài)系統(tǒng)評(píng)價(jià)試點(diǎn)示范應(yīng)用”項(xiàng)目組聯(lián)合組織野外遙感實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì),在完成四川若爾蓋、呼倫貝爾、扎陵湖等地區(qū)的遙感系列科學(xué)實(shí)驗(yàn)中遇到諸如溫度、濕度、高海拔氣壓、風(fēng)速等自然環(huán)境的復(fù)雜變化導(dǎo)致部分科研人員身體不適,導(dǎo)致部署GPS控制點(diǎn)的一些同學(xué)迷路,飽受饑寒交迫之苦。嚴(yán)重影響了科研人員的身體健康,使科研實(shí)驗(yàn)工作受阻。急需一種簡(jiǎn)便易攜帶的集大氣參數(shù)實(shí)時(shí)采集分析、天氣預(yù)報(bào)、健康參數(shù)信息實(shí)時(shí)采集監(jiān)測(cè)分析及運(yùn)動(dòng)軌跡信息實(shí)時(shí)采集監(jiān)測(cè)分析于一體的適用于野外遙感實(shí)驗(yàn)的無線數(shù)據(jù)終端系統(tǒng)。本課題是在上述背景下提出的,目的在于搭建基于Zigbee的適用于野外遙感的無線數(shù)據(jù)終端系統(tǒng),改進(jìn)傳統(tǒng)的地理空間路徑距離算法,為提高科研人員的野外工作效率,改進(jìn)科研方法,保證安全,提高科研效果提供了完整的解決方案。本文的貢獻(xiàn)之一是設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一種適用于野外遙感實(shí)驗(yàn)的無線數(shù)據(jù)終端系統(tǒng)。首先通過分析科研人員野外工作實(shí)驗(yàn)的環(huán)境復(fù)雜且變化緩慢、時(shí)間周期長(zhǎng)、科研人員身體狀況易受影響等客觀條件,并根據(jù)Zigbee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)特點(diǎn),完成對(duì)大氣參數(shù)采集傳感器、健康參數(shù)采集傳感器、地理位置信息采集傳感器、Zigbee無線收發(fā)模塊的采購和信號(hào)的整合;然后根據(jù)WPF、Bing maps等軟件技術(shù),依托改進(jìn)的地理空間路徑距離計(jì)算算法完成系統(tǒng)軟件各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),并考慮天氣的原因調(diào)用中央氣象臺(tái)的Web Service服務(wù)完成天氣預(yù)報(bào)功能;最后完成硬件模塊和軟件模塊的總體設(shè)計(jì)和系統(tǒng)的集成。本文的貢獻(xiàn)之二是利用小區(qū)域范圍內(nèi)經(jīng)線和緯線是垂直的的屬性推導(dǎo)出了一種地理空間路徑距離計(jì)算算法,暫且叫做NewRemoteGeo算法。在對(duì)傳統(tǒng)的基于立體幾何球面模型的地理空間路徑距離計(jì)算算法和Apache lucene的spatial4j工具包中的Haversine算法研究分析的基礎(chǔ)上,針對(duì)它們存在的計(jì)算精度差、計(jì)算性能不好、算法復(fù)雜等問題,結(jié)合適用于野外遙感實(shí)驗(yàn)的無線數(shù)據(jù)終端系統(tǒng)對(duì)地理空間路徑距離的計(jì)算點(diǎn)對(duì)數(shù)目多、精度高、頻度大的具體應(yīng)用要求,利用小區(qū)域范圍內(nèi)經(jīng)線和緯線是垂直的的屬性推導(dǎo)出了一種地理空間路徑距離計(jì)算算法—NewRemoteGeo算法,該算法在不失精度的情況下,優(yōu)化和提高了計(jì)算性能。本文設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的適用于野外遙感實(shí)驗(yàn)的無線數(shù)據(jù)終端系統(tǒng)已經(jīng)在中國科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所野外遙感科研實(shí)驗(yàn)中得到了實(shí)際的應(yīng)用,并推廣應(yīng)用到了其它行業(yè)領(lǐng)域。并為此搭建了歷史數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫,方便對(duì)歷史數(shù)據(jù)的分析查看。經(jīng)過實(shí)際的運(yùn)用和測(cè)試,該適用于野外遙感實(shí)驗(yàn)的無線數(shù)據(jù)終端系完全滿足野外科研人員的需求,為科研人員及時(shí)避險(xiǎn)、調(diào)節(jié)身體狀況和制定科研計(jì)劃提供了有效的數(shù)據(jù),解決了科研人員在野外遇到的諸多不安全問題。相比其他的野外環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在便攜性、持久性、準(zhǔn)確性等方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。
【關(guān)鍵詞】：野外遙感實(shí)驗(yàn) Zigbee 地理空間路徑距離算法 無線數(shù)據(jù)終端系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：河南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP212.9;TN92
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 1 緒論11-17
• 1.1 項(xiàng)目的背景及意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)12-13
• 1.2.1 無線數(shù)據(jù)終端研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)12-13
• 1.2.2 路徑距離算法研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)13
• 1.3 本文研究的目的與內(nèi)容13-15
• 1.3.1 研究的目的13-14
• 1.3.2 研究的內(nèi)容14-15
• 1.4 論文的結(jié)構(gòu)框架15-17
• 2 相關(guān)技術(shù)介紹17-25
• 2.1 WPF技術(shù)17
• 2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)17-19
• 2.3 Zigbee技術(shù)19-20
• 2.4 NEMA-0183協(xié)議20-21
• 2.5 幾種無線通信技術(shù)的對(duì)比分析21-22
• 2.6 經(jīng)典地理空間距離路徑算法22-24
• 2.6.1 基于球面模型的地理空間路徑距離算法23-24
• 2.6.2 Haversine算法24
• 2.7 本章小結(jié)24-25
• 3 適用于野外遙感實(shí)驗(yàn)的無線數(shù)據(jù)終端系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)25-39
• 3.1 系統(tǒng)開發(fā)背景25
• 3.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則25-26
• 3.3 系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)26-29
• 3.3.1 系統(tǒng)硬件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)26-27
• 3.3.2 系統(tǒng)軟件功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)27-29
• 3.4 基于Mysql和HBase的數(shù)據(jù)流設(shè)計(jì)29-30
• 3.5 系統(tǒng)工作流程30-31
• 3.6 系統(tǒng)主要模塊的實(shí)現(xiàn)31-34
• 3.6.1 運(yùn)動(dòng)信息監(jiān)測(cè)模塊的實(shí)現(xiàn)32-33
• 3.6.2 大氣環(huán)境信息監(jiān)測(cè)模塊的實(shí)現(xiàn)33-34
• 3.7 壓力測(cè)試34
• 3.8 遇到的問題34-36
• 3.8.1 Zigbee丟包問題34-36
• 3.8.2 系統(tǒng)的集成36
• 3.9 系統(tǒng)使用情況分析36-37
• 3.10 本章小結(jié)37-39
• 4 基于經(jīng)典地理空間路徑距離算法優(yōu)化改進(jìn)的NewRemoteGeo算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)39-47
• 4.1 NewRemoteGeo算法的理論推導(dǎo)39-40
• 4.2 三種地理空間路徑距離算法算法流程圖對(duì)比分析40
• 4.3 代碼實(shí)現(xiàn)40-42
• 4.4 三種地理空間路徑距離算法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析42-45
• 4.4.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境42
• 4.4.2 算法計(jì)算精度對(duì)比分析42-43
• 4.4.3 算法計(jì)算性能對(duì)比分析43-44
• 4.4.4 結(jié)論44-45
• 4.5 本章小結(jié)45-47
• 5 總結(jié)與展望47-49
• 5.1 總結(jié)47-48
• 5.2 展望48-49
• 參考文獻(xiàn)49-52
• 致謝52-53
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與參加的項(xiàng)目53-54
• 發(fā)表的學(xué)術(shù)論文53
• 參與的科研項(xiàng)目53-54

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4 陳U

本文編號(hào)：295092