本文關(guān)鍵詞：基于物聯(lián)網(wǎng)的嵌入式森林資源采集系統(tǒng)研究

  更多相關(guān)文章： 森林資源 嵌入式 Zigbee 數(shù)據(jù)采集 Qt Creator

【摘要】：森林環(huán)境復(fù)雜,范圍廣,且具有很大的不確定性,而森林資源信息是林業(yè)規(guī)劃、決策的主要依據(jù)。目前森林資源采集所需監(jiān)測節(jié)點較多,同時采集數(shù)據(jù)量較大�；谖锫�(lián)網(wǎng)的嵌入式森林資源采集系統(tǒng)提供了全新的模式,其將大量的傳感器節(jié)點布置在森林區(qū)域中,這些節(jié)點通過Zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)自動組網(wǎng),從而實現(xiàn)森林資源信息的自動采集、傳輸處理。本文圍繞基于物聯(lián)網(wǎng)的嵌入式森林資源采集系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)進行以下幾方面工作:1.在對森林資源采集系統(tǒng)功能需求進行分析的基礎(chǔ)上結(jié)合節(jié)點能耗、信號強度以及傳輸距離,提出了森林資源采集系統(tǒng)的總體設(shè)計方案及林區(qū)節(jié)點布置方案,根據(jù)系統(tǒng)總體架構(gòu)、工作原理及低功耗、實時性、可靠性要求,對基于OMAP3730的嵌入式移動終端及GPS模塊、4G傳輸模塊的硬件進行介紹,詳細討論了森林資源采集系統(tǒng)中Zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)器節(jié)點與傳感器節(jié)點的硬件選型及電路設(shè)計,完成了基于CC2530的硬件電路及基于MPPT算法的太陽能充電模塊電路設(shè)計。2.軟件方面基于對無線傳感網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)及組網(wǎng)模式的分析完成Zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)軟件開發(fā),包括基于Z-Stack協(xié)議棧的協(xié)調(diào)器節(jié)點應(yīng)用程序設(shè)計及周期性間歇采集的傳感器節(jié)點應(yīng)用程序設(shè)計,因為環(huán)境參數(shù)變化的延遲性及為延長傳感器節(jié)點的使用壽命,所以采用周期性定時采集數(shù)據(jù)方式。同時完成協(xié)調(diào)器模塊與嵌入式終端的串口通訊程序,構(gòu)建Linux交叉編譯環(huán)境之后進行系統(tǒng)移植,并通過Qt Creator搭建人機交互界面,采用多線程調(diào)度方式完成數(shù)據(jù)的采集、GPS定位及4G傳輸程序開發(fā)。3.通過實驗對系統(tǒng)的無線組網(wǎng)及數(shù)據(jù)采集與傳輸進行測試,經(jīng)測試,驗證了該森林資源采集系統(tǒng)的可行性。通過多次的實驗以及聯(lián)合調(diào)試,本系統(tǒng)硬件部分與軟件部分都能正常運行,硬件集成度高,功能齊全,軟件部分的實時性和交互性能夠滿足需求,界面豐富美觀,很好的完成了預(yù)期設(shè)計,有效地解決了以往資源采集中數(shù)據(jù)格式單一、數(shù)據(jù)調(diào)查重復(fù)以及勞動強度較大等問題,大大提高了資源采集的工作效率,實現(xiàn)了資源采集的數(shù)字化。
【關(guān)鍵詞】：森林資源 嵌入式 Zigbee 數(shù)據(jù)采集 Qt Creator
【學(xué)位授予單位】：南京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP274.2;TP391.44;TN929.5
【目錄】：

• 致謝3-4
• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 前言9-12
• 1.1 課題研究的背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀10
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 論文主要研究內(nèi)容11-12
• 第二章 基于物聯(lián)網(wǎng)的嵌入式森林資源采集系統(tǒng)總體設(shè)計12-20
• 2.1 系統(tǒng)需求分析12
• 2.2 系統(tǒng)可行性分析12-13
• 2.3 采集系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計13-14
• 2.4 系統(tǒng)的技術(shù)選擇14-19
• 2.4.1 嵌入式操作系統(tǒng)簡介及選擇依據(jù)14-16
• 2.4.2 無線自組網(wǎng)技術(shù)簡介及選擇依據(jù)16-17
• 2.4.3 無線傳感網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)方案17-19
• 2.5 本章小結(jié)19-20
• 第三章 森林資源采集系統(tǒng)硬件設(shè)計20-35
• 3.1 嵌入式處理器選擇20-23
• 3.1.1 選型依據(jù)20-21
• 3.1.2 OMAP3730開發(fā) 板簡介21-23
• 3.2 Zigbee網(wǎng)絡(luò)微處理器的選型與電路設(shè)計23-24
• 3.2.1 CC2530芯片 選型依據(jù)及簡介23-24
• 3.2.2 CC2530外 圍電路設(shè)計24
• 3.3 協(xié)調(diào)器模塊功能分析與電路設(shè)計24-26
• 3.3.1 協(xié)調(diào)器節(jié)點功能分析24-25
• 3.3.2 協(xié)調(diào)器節(jié)點電路設(shè)計25-26
• 3.4 傳感器節(jié)點功能分析與電路設(shè)計26-29
• 3.4.1 傳感器節(jié)點功能分析26
• 3.4.2 傳感器選取及電路設(shè)計26-29
• 3.5 太陽能充電模塊29-33
• 3.5.1 單片機外圍電路30
• 3.5.2 DC/DC變 換電路30-31
• 3.5.3 信號采集處理電路31-32
• 3.5.4 場效應(yīng)管驅(qū)動電路32-33
• 3.6 GPS模塊33-34
• 3.7 4G無線通信模塊34
• 3.8 各模塊與嵌入式處理器接口設(shè)計34
• 3.9 本章小結(jié)34-35
• 第四章 森林資源采集系統(tǒng)軟件設(shè)計35-64
• 4.1 系統(tǒng)總體軟件框架35-36
• 4.2 嵌入式采集系統(tǒng)軟件設(shè)計36-46
• 4.2.1 嵌入式linux操作系統(tǒng)交叉編譯環(huán)境構(gòu)建36
• 4.2.2 Linux系統(tǒng)移植36-38
• 4.2.3 多線程創(chuàng)建及調(diào)度38-42
• 4.2.3.1 主線程39-40
• 4.2.3.2 串口通訊線程40-41
• 4.2.3.3 GPS定位線程41
• 4.2.3.4 4G無線傳輸線程41-42
• 4.2.4 系統(tǒng)軟件界面設(shè)計42-46
• 4.2.4.1QT Creator環(huán)境介紹42
• 4.2.4.2“信號與槽”機制42-43
• 4.2.4.3 界面設(shè)計43-46
• 4.3 Zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)軟件設(shè)計46-61
• 4.3.1 集成開發(fā)環(huán)境介紹46
• 4.3.2 Zigbee 通信協(xié)議46-48
• 4.3.2.1 Z-Stack協(xié)議簡介46-47
• 4.3.2.2 Z-Stack協(xié)議棧簡介47-48
• 4.3.3 Zigbee自動組網(wǎng)實現(xiàn)48-52
• 4.3.4 Zigbee節(jié)點的 軟件開發(fā)流程52
• 4.3.5 協(xié)調(diào)器節(jié)點軟件設(shè)計52-55
• 4.3.6 傳感器節(jié)點軟件設(shè)計55-61
• 4.4 太陽能充電模塊軟件設(shè)計61-63
• 4.5 本章小結(jié)63-64
• 第五章 調(diào)試結(jié)果與分析64-68
• 5.1 實驗室調(diào)試64-65
• 5.2 現(xiàn)場測試65-66
• 5.3 太陽能充電模塊仿真調(diào)試66-67
• 5.4 本章小結(jié)67-68
• 第六章 總結(jié)與展望68-70
• 6.1 總結(jié)68
• 6.2 展望68-70
• 參考文獻70-73
• 作者在攻讀碩士期間的科研成果73-74

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 徐葉;袁敏;李國軍;;嵌入式Web服務(wù)器遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J];計算機與現(xiàn)代化;2013年02期

2 楊福寶;;基于ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的研究[J];制造業(yè)自動化;2011年19期

3 洪波;張鋒;李英梅;陳志杰;張淑蓮;王琦;;GIS在農(nóng)業(yè)病蟲害預(yù)警研究中的應(yīng)用[J];陜西農(nóng)業(yè)科學(xué);2011年03期

4 呂九一;陳楠;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用與發(fā)展概述[J];科技廣場;2011年03期

5 趙定遠;;嵌入式技術(shù)發(fā)展及產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)[J];成都大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2009年01期

6 林輝;孫華;莫登奎;臧卓;;“3S”技術(shù)在森林資源監(jiān)測體系中的應(yīng)用進展[J];湖南林業(yè)科技;2008年06期

7 劉鵬舉;周宇飛;唐小明;;智能化森林資源數(shù)據(jù)采集PDA軟件研究[J];北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報;2007年02期

8 許等平;唐小明;畢于慧;;基于嵌入式GIS的森林資源二類調(diào)查數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[J];林業(yè)科學(xué);2006年S1期

9 馮仲科;臧淑英;姚山;;基于廣義3S技術(shù)的森林資源經(jīng)營管理系統(tǒng)建設(shè)[J];測繪工程;2006年02期

10 張慧春,周宏平,鄭加強,姚會春;“精確林業(yè)”的發(fā)展及其應(yīng)用前景[J];世界林業(yè)研究;2004年05期

，

本文編號：727034