基于物聯網的農業(yè)感知數據融合應用研究
本文關鍵詞:基于物聯網的農業(yè)感知數據融合應用研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:我國土地面積廣闊,是一個農業(yè)大國。進入21世紀以來,我國正面臨著向現代化農業(yè)轉型的重要時期。隨著人類對物理世界聯網的急切需要,物聯網技術已經逐漸發(fā)展并成熟起來,并且在農業(yè)領域中的應用也越來越深入。農業(yè)物聯網通過利用各種傳感器收集農田種植、園林園藝、水產養(yǎng)殖等現場信息,對農業(yè)生產和管理產生了極大的影響。但是由于傳感器所采集的信息來自各個領域,并且他們的傳輸協(xié)議各不相同,所以在農業(yè)物聯網中對傳感器數據進行融合是非常必要的。物聯網的主要特點是節(jié)點分布廣泛,數據量大,所以本文針對農業(yè)物聯網應用中的數據融合算法進行了研究。為了使所研究的數據融合算法能夠滿足物聯網對節(jié)點能量和對數據實時性的要求,本文對傳統(tǒng)的數據融合方法進行了改進,并結合實際應用環(huán)境,提出了嵌入式節(jié)點硬件設計方案。首先基于農業(yè)領域的特殊性給出了物聯網系統(tǒng)硬件總體設計方案;然后詳細闡述了硬件系統(tǒng)中各芯片的選型及外圍電路的設計方案,并介紹了應用在農業(yè)環(huán)境中的傳感器種類及應用,設計出Zigbee節(jié)點無線通信方案;最后,在硬件設計基礎上,給出了軟件設計方案,其中包括嵌入式底層軟件和上位機監(jiān)測軟件,在人機交互的基礎上,完成環(huán)境參數的存儲,并可以通過服務器將所檢測到的數據信息傳輸到因特網上,實現真正意義上的“傳感器—因特網—遠程監(jiān)控”的具有現代化意義的智能農業(yè)物聯網管理模式。通過實驗證實,本文設計的數據融合應用系統(tǒng)在農業(yè)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)中具有良好的適應性與穩(wěn)定性。本文對數據融合算法的研究對于農業(yè)物聯網體系的發(fā)展具有重要的指導意義。
【關鍵詞】:農業(yè)物聯網 數據融合 Zigbee無線傳感器網絡 監(jiān)控系統(tǒng)
【學位授予單位】:吉林大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:S126;TN929.5;TP391.44
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-10
- 第一章 緒論10-14
- 1.1 課題研究背景與意義10-11
- 1.2 國內外研究現狀11-12
- 1.3 論文主要研究內容及結構安排12-14
- 第二章 農業(yè)物聯網模型14-19
- 2.1 物聯網14-16
- 2.1.1 物聯網的體系結構14-15
- 2.1.2 物聯網技術在農業(yè)中的應用15-16
- 2.2 農業(yè)物聯網體系結構16
- 2.3 農業(yè)感知數據對象16-17
- 2.4 農業(yè)傳感器種類17-19
- 第三章 數據融合算法應用研究19-29
- 3.1 物聯網中數據融合概述19-20
- 3.2 數據融合的作用及分類20-22
- 3.3 經典數據融合算法分析22-23
- 3.4 面向物聯網的數據融合路由算法研究23-29
- 3.4.1 LEACH算法研究23-25
- 3.4.2 LEACH算法改進研究25-26
- 3.4.3 仿真結果及分析26-29
- 第四章 農業(yè)感知系統(tǒng)的硬件設計與實現29-37
- 4.1 設計方案29-31
- 4.1.1 系統(tǒng)整體設計方案29-31
- 4.1.2 硬件整體設計方案31
- 4.2 主控系統(tǒng)設計31-33
- 4.2.1 主控芯片選擇及最小系統(tǒng)設計31-32
- 4.2.2 通信電路設計32-33
- 4.3 無線傳輸系統(tǒng)設計33-35
- 4.3.1 無線芯片的選擇33-34
- 4.3.2 無線模塊電路設計34-35
- 4.4 傳感器采集電路設計35-37
- 第五章 農業(yè)感知系統(tǒng)的軟件設計與實現37-48
- 5.1 節(jié)點軟件開發(fā)環(huán)境37-38
- 5.2 網絡節(jié)點軟件設計38-41
- 5.2.1 協(xié)調器節(jié)點軟件設計38-39
- 5.2.2 終端節(jié)點軟件設計39-40
- 5.2.3 傳感器節(jié)點軟件設計40-41
- 5.3 上位機監(jiān)控界面的設計41-44
- 5.3.1 主界面設計41-43
- 5.3.2 數據管理界面設計43-44
- 5.4 系統(tǒng)測試44-48
- 5.4.1 入網測試44-45
- 5.4.2 上位機監(jiān)控測試45-48
- 第六章 總結與展望48-50
- 6.1 論文總結48-49
- 6.2 工作展望49-50
- 參考文獻50-53
- 作者簡介53-54
- 致謝54
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