本文關(guān)鍵詞：基于巡檢小車與借地址路由算法的養(yǎng)豬場無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)

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【摘要】：我國生豬養(yǎng)殖業(yè)正在迅速發(fā)展,為了提高豬場生產(chǎn)力,除了依靠科學(xué)的生豬養(yǎng)殖技術(shù)外,對養(yǎng)豬場內(nèi)部環(huán)境參數(shù)的檢測和調(diào)控也非常重要。目前,養(yǎng)豬場內(nèi)部設(shè)備之間大多采用有線連接,該方式往往布線復(fù)雜且成本較高,本文在總結(jié)國內(nèi)外相關(guān)研究的基礎(chǔ)上,設(shè)計了一種基于巡檢小車與借地址路由算法的養(yǎng)豬場無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)。采用信息化的養(yǎng)豬場環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)可以為管理人員提供精確的環(huán)境參數(shù),提高養(yǎng)殖效率,降低生產(chǎn)成本。為了解決保育豬舍內(nèi)部檢測節(jié)點眾多和布線困難的問題,本文采用Zig Bee技術(shù)將帶有各類傳感器的路由節(jié)點和終端節(jié)點組成一個樹型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。傳感器節(jié)點將采集到的各類環(huán)境參數(shù)信息通過Zig Bee無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至協(xié)調(diào)器節(jié)點,再經(jīng)由RS232串口將數(shù)據(jù)發(fā)送到現(xiàn)場嵌入式控制器S3C6410中。通過在S3C6410平臺上移植SQLite數(shù)據(jù)庫和BOA服務(wù)器,同時設(shè)計CGI控制程序,用戶可以通過瀏覽器網(wǎng)頁對養(yǎng)豬場內(nèi)部環(huán)境、母豬的臨產(chǎn)以及小豬的生活情況進行遠程實時監(jiān)測。為了實現(xiàn)保育豬舍內(nèi)部視頻和音頻信息的靈活采集,本文采用集成了聲音探測器、各類環(huán)境參數(shù)傳感器和攝像頭的巡檢小車。將協(xié)調(diào)器節(jié)點和現(xiàn)場控制器安裝在小車上,使得攝像頭采集到的視頻和音頻信息能夠被實時的傳送到現(xiàn)場控制器中,同時,這種可移動協(xié)調(diào)器節(jié)點可使在其傳輸范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)孤點直接向其申請入網(wǎng),提高了網(wǎng)絡(luò)地址分配效率。為了提高養(yǎng)豬場無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中孤立節(jié)點的入網(wǎng)率,實現(xiàn)對保育豬舍內(nèi)部環(huán)境參數(shù)的精確采集和設(shè)備的有效控制,本文提出了改進的借地址路由算法,將路由節(jié)點的借址范圍設(shè)為兩跳通信距離內(nèi)的鄰居節(jié)點,通過擴大父節(jié)點的借址范圍來提高節(jié)點間地址分配的效率,同時會優(yōu)先考慮向同枝子孫節(jié)點借址,降低了組網(wǎng)耗時。并且,在路由選擇過程中,樹路由首先對目的節(jié)點的類型進行判斷,通過計算下一跳地址減少了數(shù)據(jù)包的傳輸延遲。最后對所設(shè)計的系統(tǒng)進行了測試,系統(tǒng)測試結(jié)果表明,本文提出的借地址路由算法提高了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的地址分配成功率,具有移動協(xié)調(diào)器節(jié)點的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)提高了組網(wǎng)靈活性,可實現(xiàn)對保育豬舍內(nèi)部溫度、濕度和二氧化碳濃度等環(huán)境參數(shù)的精確可靠采集。本文設(shè)計的基于巡檢小車與借地址路由算法的養(yǎng)豬場無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)了對母豬和小豬生活環(huán)境的遠程實時監(jiān)控,在現(xiàn)代化的畜禽精細養(yǎng)殖業(yè)中有著很好的應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：借地址 巡檢小車 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 監(jiān)控系統(tǒng) 兩跳鄰居 Zig Bee
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S828;TP277
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 課題研究背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 無線養(yǎng)殖監(jiān)控系統(tǒng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 路由算法國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 本課題主要研究內(nèi)容14-17
• 第二章 養(yǎng)豬場無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計17-35
• 2.1 系統(tǒng)總體方案設(shè)計17-18
• 2.2 養(yǎng)豬場無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計18-22
• 2.2.1 養(yǎng)豬場無線傳感器網(wǎng)絡(luò)組建18-19
• 2.2.2 Zig Bee技術(shù)介紹19-20
• 2.2.3 Zig Bee協(xié)議棧20-21
• 2.2.4 Zig Bee網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)21-22
• 2.3 巡檢小車介紹22-25
• 2.4 系統(tǒng)硬件設(shè)計25-29
• 2.4.1 硬件框架設(shè)計25
• 2.4.2 處理器S3C6410簡介25-26
• 2.4.3 Zig Bee節(jié)點硬件設(shè)計26-29
• 2.5 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)平臺設(shè)計29-33
• 2.5.1 交叉編譯環(huán)境設(shè)計29-30
• 2.5.2 NFS網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)30-31
• 2.5.3 U-boot移植31-32
• 2.5.4 內(nèi)核的配置與移植32
• 2.5.5 根文件系統(tǒng)的制作32-33
• 2.6 本章小結(jié)33-35
• 第三章 基于兩跳鄰居的網(wǎng)絡(luò)借地址路由算法35-47
• 3.1 網(wǎng)絡(luò)地址分配機制35-36
• 3.2 Cluster-tree路由算法36-37
• 3.3 Zig Bee網(wǎng)絡(luò)孤立節(jié)點分析37-38
• 3.4 借地址路由算法的改進38-42
• 3.4.1 基于兩跳鄰居的借地址路由算法的思想38-39
• 3.4.2 基于兩跳鄰居的借地址路由算法39-41
• 3.4.3 借地址算法的路由選擇41-42
• 3.5 仿真實驗與結(jié)果分析42-46
• 3.6 本章小結(jié)46-47
• 第四章 養(yǎng)豬場無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計47-61
• 4.1 Zig Bee節(jié)點軟件設(shè)計47-51
• 4.2 嵌入式SQLite數(shù)據(jù)庫設(shè)計51-53
• 4.2.1 SQLite數(shù)據(jù)庫的API函數(shù)51-52
• 4.2.2 SQLite數(shù)據(jù)庫的移植52-53
• 4.2.3 養(yǎng)豬場環(huán)境參數(shù)信息存儲設(shè)計53
• 4.3 嵌入式WEB服務(wù)器設(shè)計53-57
• 4.3.1 嵌入式WEB服務(wù)器概述54
• 4.3.2 BOA服務(wù)器的移植54-55
• 4.3.3 CGI信息交互技術(shù)55-57
• 4.4 視頻監(jiān)控模塊設(shè)計57-60
• 4.4.1 視頻設(shè)備驅(qū)動設(shè)計57-58
• 4.4.2 ffmpeg的移植58-59
• 4.4.3 ffserver的配置59-60
• 4.5 本章小結(jié)60-61
• 第五章 系統(tǒng)測試61-67
• 5.1 現(xiàn)場環(huán)境測試61-63
• 5.2 測試結(jié)果分析63-66
• 5.3 本章小結(jié)66-67
• 第六章 總結(jié)與展望67-69
• 6.1 總結(jié)67-68
• 6.2 展望68-69
• 參考文獻69-73
• 致謝73-74
• 攻讀碩士期間科研成果74

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