進(jìn)入21世紀(jì)以來,隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及人們物質(zhì)生活水平的不斷提高,環(huán)境生態(tài)文明問題也受到了越來越多的關(guān)注。林業(yè)作為我國的傳統(tǒng)行業(yè),對我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展有著突出的貢獻(xiàn)。對林區(qū)進(jìn)行環(huán)境生態(tài)數(shù)據(jù)采集和信息化監(jiān)管,是生態(tài)文明建設(shè),實(shí)現(xiàn)美麗中國和人們追尋美好生活的迫切期盼,也是實(shí)現(xiàn)我國經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的必由之路。傳統(tǒng)的林區(qū)已構(gòu)建的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),大多是基于TCP/IP的有線傳輸或基于短距離通信的Wi-Fi和ZigBee無線傳輸?shù)确绞綄?shí)現(xiàn),而這些方式存在布線繁瑣、通信距離短、安全性不高、受自然環(huán)境約束等缺陷。本文針對以上問題和林區(qū)環(huán)境特征及實(shí)際需求,首先對林區(qū)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的適應(yīng)性組網(wǎng)技術(shù)和方案進(jìn)行了研究和設(shè)計(jì),然后對林區(qū)的環(huán)境生態(tài)參數(shù)和林分生長參數(shù)等實(shí)現(xiàn)高效率、低成本、高可靠性采集,最后對采集節(jié)點(diǎn)和匯聚節(jié)點(diǎn)及通信方式進(jìn)行了軟硬件設(shè)計(jì),并構(gòu)建了林區(qū)數(shù)據(jù)云監(jiān)測平臺(tái)實(shí)現(xiàn)PC-WEB端與APP移動(dòng)端的可視化呈現(xiàn)、預(yù)警和監(jiān)管。本文具體研究設(shè)計(jì)主要內(nèi)容如下:（1）針對林區(qū)環(huán)境生態(tài)等數(shù)據(jù)采集的特征、特性和需求進(jìn)行了分析,研究與之相適應(yīng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)技術(shù)和方案,實(shí)現(xiàn)對林區(qū)內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)的高效采集與實(shí)時(shí)... 

【文章來源】：中南林業(yè)科技大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：57 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１?ＬｏＲａＷＡＮ網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)??Ｆｉｇ２．１?ＬｏＲａ?ＷＡＮ?Ｎｅｔｗｏｒｋ?ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ??

Ｃｌａｓｓ－Ｃ是最耗費(fèi)能源的，終端每次進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳操作后，接收窗口會(huì)一直打??開，常用于智能停車場和路燈控制場景。??ＬｏＲａ終端節(jié)點(diǎn)的三種工作模式原理如圖２．２所示。??ＵＬ?Ｆｒａｍｅ?ＤＬ?Ｆｒａｍｅ??＾?？??ＬＸ?｜ＤＬ１?ＤＬ２?［ＵＬ?ＩｄＬＩ?ＤＬ２?－，…Ｃｌａｓｓ－Ａ??Ｆｒａｍｅ－１?Ｆｒａｍｅ－２??Ｅｘｔｍ?Ｓｃｈｅｄｕｌｅｄ?ＤＬ?Ｓｌｏｔｓ??ＵＬ?ＩｄＬＩ?ＤＬ２｜ｅｘ?…Ｃｌａｓｓ－Ｂ??ＵＬ?Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ?ＤＬ?…Ｃｌａｓｓ－Ｃ??圖２．２?ＬｏＲａ終端節(jié)點(diǎn)工作模式原理圖??Ｆｉｇ２．２?Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ＬｏＲａ?ｔｅｒｍｉｎａｌ?ｎｏｄｅ?ｗｏｒｋｉｎｇ?ｍｏｄｅ??（３）無線頻段分配??無線通信頻段表示無線通信技術(shù)使用的固定的無線電波的頻率范圍，所有的??無線通訊技術(shù)都有自己的無線頻段，而在同等發(fā)射功率且有障礙物的條件下通信??頻段越低可實(shí)現(xiàn)的傳輸距離就越遠(yuǎn)［３８］。ＬｏＲａ無線通訊技術(shù)在１３７ＭＨｚ？１０２０ＭＨｚ??工作，常用的無線通信頻段有９１５ＭＨｚ、８６８ＭＨｚ、以及４７０ＭＨＺ？５１０ＭＨｚ和??４３３ＭＨｚ。??中國相關(guān)規(guī)定，中國大陸地區(qū)有２個(gè)ＩＳＭ?（免費(fèi)）頻段：４７０？５１０ＭＨｚ頻段??和７７９？７８７ＭＨｚ頻段［３９］。在發(fā)射功率小于５０ｍＷ且發(fā)射時(shí)長不超過５ｓ的條件下??可使用４７０－５１０ＭＨＺ頻段。在發(fā)射功率小于１０ｍｗ可使用７７９－７８７頻段。林區(qū)數(shù)??據(jù)采集應(yīng)用場景面積大

ＡＢＰ方式是出廠時(shí)就先事先將入網(wǎng)信息燒寫在設(shè)備上，也就是說設(shè)備上電己??經(jīng)入網(wǎng)了，無需再特意去請求入網(wǎng)，適合私網(wǎng)。??ＯＴＡＡ方式具體入網(wǎng)流程如圖２．３所示，節(jié)點(diǎn)初始化后發(fā)出入網(wǎng)請求，入網(wǎng)請??求包含節(jié)點(diǎn)自定義的８字節(jié)長地址ＤｅｖＥＵＩ、對入網(wǎng)申請信息加密的ＡＰＰＫＥＹ和??云服務(wù)器上的應(yīng)用地址ＡｐｐＥＵＩ。云服務(wù)器收到終端的入網(wǎng)請求，同意ＬｏＲａ終端??節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)，將此ＤｅｖＥＵＩ注冊并返回一個(gè)設(shè)備短地址ＤｅｖＡｄｄｒ，并且將設(shè)備在服??務(wù)器注冊，建立長地址與短地址之間的聯(lián)系，生成通訊密鑰，將通訊密鑰的參數(shù)??下發(fā)給網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)收到后下發(fā)給節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)根據(jù)下發(fā)的數(shù)據(jù)包，得到ＤｅｖＡｄｄｒ、??用于負(fù)載的ＡＥＳ加密的ＡＰＰＳＫＥＹ、用于數(shù)據(jù)校驗(yàn)的ＮＷＫＳＫＥＹ，實(shí)現(xiàn)了對數(shù)據(jù)??傳輸?shù)募用�，提高了系統(tǒng)的安全性。??發(fā)送入網(wǎng)申請???ＤｅｖＥＵＩ＋ＡｐｐＥＵＩ＋ＡｐｐＫｅｙ???Ｎ????丨——＞?１?＞??ＬｏＲａ節(jié)點(diǎn)?＾＾?ＬｏＲａ網(wǎng)關(guān)?］?云服務(wù)器???｜?返回接受????ＤｅｖＡｄｄｒ??計(jì)算生成會(huì)話密鑰??ＮｗｋＳｋｙ＋ＡｐｐＳｋｙ??圖２．３?ＯＴＡＡ入網(wǎng)流程??Ｆｉｇ２．３．?ＯＴＡＡ?Ａｃｃｅｓｓ?Ｐｒｏｃｅｓｓ??２．２．３林區(qū)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用場景??無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，給林區(qū)數(shù)據(jù)采集帶來了信息感知的一場變革。其中??ＷＳＮ在野外林區(qū)的主要應(yīng)用在林區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、林分生長參數(shù)監(jiān)測、林區(qū)防火??和病蟲防護(hù)以及樹木培育與珍稀動(dòng)植物保護(hù)等場景［４１］

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3258151