【摘要】：伴隨著無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)认嚓P(guān)技術(shù)和嵌入式硬件水平的提升與快速發(fā)展,智能化的應(yīng)用開始逐漸融入人們?nèi)粘Ｉ钪械牟煌矫?林業(yè)等生態(tài)領(lǐng)域的監(jiān)測也需要向智能化管理方向發(fā)展。而森林中的植被屬性和空間幾何參數(shù)會隨著時間和生態(tài)環(huán)境的影響發(fā)生變化,從而使森林環(huán)境中的屬性數(shù)據(jù)在不同時刻下會有所不同。這種實(shí)時性的體現(xiàn)影響著林業(yè)管理部門相關(guān)人員決策的產(chǎn)生,因此需要實(shí)時獲取不同時刻下的森林環(huán)境參數(shù)。針對這種情況,本文采用多種傳感器實(shí)時監(jiān)測森林環(huán)境參數(shù)并結(jié)合ZigBee協(xié)議與地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System,GIS)技術(shù)設(shè)計(jì)研發(fā)森林環(huán)境實(shí)時動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。系統(tǒng)從整體上主要分為森林環(huán)境監(jiān)測的硬件感知層和移動終端的系統(tǒng)應(yīng)用層。系統(tǒng)感知層是基于ZigBee無線自組網(wǎng)技術(shù)的硬件無線傳感網(wǎng),選擇Xilinx公司的ZC702開發(fā)平臺作為感知節(jié)點(diǎn)的中央處理器,結(jié)合風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度、PM2.5、負(fù)氧離子、全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System,GPS)等傳感器,可以監(jiān)測森林生態(tài)環(huán)境參數(shù)的動態(tài)變化,實(shí)現(xiàn)森林自然保護(hù)區(qū)中生態(tài)參數(shù)的實(shí)時采集與分析。感知層與應(yīng)用層之間通過通用分組無線服務(wù)(General Packet Radio Service,GPRS)技術(shù)方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的雙向傳輸,最終可以實(shí)現(xiàn)在iOS移動客戶端上的GIS動態(tài)數(shù)據(jù)展示和分析。本文主要側(cè)重在GIS數(shù)據(jù)展示的研究,并結(jié)合移動GIS技術(shù)實(shí)現(xiàn)在iOS移動終端上對森林保護(hù)地區(qū)的地形及傳感器節(jié)點(diǎn)的整體展示,可以在線編輯并保存數(shù)據(jù),并階段性地對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理及分析,從而實(shí)現(xiàn)對不同時刻下的森林環(huán)境參數(shù)的實(shí)時動態(tài)展示。針對實(shí)時GIS的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行深入研究后,本文在已搭建的森林環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks,WSN)的基礎(chǔ)上,按照功能模塊進(jìn)行了設(shè)計(jì)和開發(fā),并通過戶外的數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)及集成測試的結(jié)果分析,驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行性和穩(wěn)定性,實(shí)現(xiàn)了移動客戶端上多傳感器數(shù)據(jù)的實(shí)時展示與分析的設(shè)計(jì)目標(biāo)。
【圖文】：

圖 2-4 GIS 的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展趨勢Figure 2-4 The Trend of Network Development of GIS伴隨著 Web Service 服務(wù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，各種基于 Web Service 標(biāo)準(zhǔn) GIS 平臺也如雨后春筍般出現(xiàn)，在此基礎(chǔ)上也出現(xiàn)了多種地理信息服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)地圖服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)覆蓋服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)處理服務(wù)等，開發(fā)者可以直接使用這完成 GIS 之間的數(shù)據(jù)共享及編輯[41,42]。其中基于 SOAP 協(xié)議的 Web Servic數(shù)據(jù)共享與空間信息互操作框架如圖 2-5 所示：

勢如圖 2-4 所示。圖 2-4 GIS 的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展趨勢Figure 2-4 The Trend of Network Development of GIS伴隨著 Web Service 服務(wù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，，各種基于 Web Service 標(biāo)準(zhǔn)IS 平臺也如雨后春筍般出現(xiàn)，在此基礎(chǔ)上也出現(xiàn)了多種地理信息服務(wù)的絡(luò)地圖服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)覆蓋服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)處理服務(wù)等，開發(fā)者可以直接使用這成 GIS 之間的數(shù)據(jù)共享及編輯[41,42]。其中基于 SOAP 協(xié)議的 Web Serv據(jù)共享與空間信息互操作框架如圖 2-5 所示：
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S712;P208

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本文編號：2612534