基于卫星通信技术的森林管护系统设计
发布时间：2020-12-28 01:19
随着生态文明建设的发展,森林作为生态保护的主力军,其生态状况的可靠监测与评估越来越受到世界各国的高度重视。但针对林区通信质量不稳定的问题一直困扰着林区生态监测技术的发展。本文运用“物联网”技术,结合卫星通信及惯性导航技术,将林区的状况(是否发生病虫害、乱砍滥伐、森林火灾、地理位置信息等)实时发送给林区的相关工作人员,让工作人员第一时间了解现场状况。该设计在预防森林火灾、预防病虫害、有效阻止乱砍滥伐现象以及森林资源调查方面起到了强有力的支撑作用。本研究完成了以下主要工作:1.对北斗卫星与铱星通讯协议进行分析及设计,并运用惯性导航原理来实现高稳定性的通讯传输功能和可靠、准确的定位功能。2.系统硬件设计:此研究中,森林管护手持仪硬件设备由卫星通讯模块、环境参数数据采集模块、主控模块、惯性导航模块四大部分组成。它能够采集火灾环境信息(CO、CO2、空气温湿度、烟雾等参数)、有无病虫害状况、有无乱砍滥伐状况、具体的地理位置等信息,然后将这些采集到的数据通过卫星发送出去。考虑到整个板子的硬件兼容以及结构兼容设计后,再将所有的硬件模块集成起来。3.系统软件开发:完成了传感器数据采集板以及整个卫星通信...
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１森林管护系统架构图??Ｆｉｇ．２－１?Ｆｒａｍｅｗｏｒｋ?ｏｆ?ｆｏｒｅｓｔ?ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ?ｓｙｓｔｅｍ??
图２－２设备端功能示意图??Ｆｉｇ．２－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ?ｔｅｒｍｉｎａｌ?ｆｕｎｃｔｉｏｎ??如图２－２所示，手持设备终端能够实现三大方面的采集功能。首先，林区管护手??持仪设备中内置了采集板，采集板上嵌入了各种传感器，能够采集一氧化碳浓度、二??氧化碳浓度、空气温度、空气湿度、烟雾浓度的数据信息。其次，手持设备轻巧，林??区护林员可随身携带，在巡林过程中手持终端设备可以自动记录林区正常状况或者手??动标记林区非正常状况（森林病虫害、乱砍滥伐等）。最后，设备端还能进行地理位??置信息的采集，在林区信号良好的情况下通过卫星通信直接获取当地的经纬度参数进??行定位，若出现信号不稳定甚至没有时，设备端利用内嵌的ｍｅｍｓ传感器采集三维加??速度和角速度等参数，然后运用惯性导航原理和相关滤波算法处理后实现定位功能。??详细分析在第三章的惯性导航分析和第四章系统硬件设计中
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【参考文献】：
期刊论文
[1]卫星移动通信系统发展现状及趋势[J]. 刘思杨. 现代电信科技. 2014(07)
[2]基于铱星系统的信标机设计[J]. 张献生,谭秋林,丁利琼,康昊,刘文怡. 计算机测量与控制. 2013(10)
[3]精密单点定位在GPS/INS组合导航中的应用[J]. 李增科,王坚,高井祥. 武汉大学学报(信息科学版). 2013(01)
[4]惯性导航基本理论及发展综述[J]. 周年芳,柏林森. 农家科技. 2011(04)
[5]组合导航自适应卡尔曼滤波改进算法研究[J]. 李旦,秦永元,梅春波. 测控技术. 2011(03)
[6]卡尔曼滤波初始条件对捷联惯导对准的影响[J]. 夏家和,秦永元,龙瑞. 宇航学报. 2010(08)
[7]GPS技术进展及其现代化[J]. 陈俊勇. 大地测量与地球动力学. 2010(03)
[8]我国林火监测体系现状分析[J]. 吴雪琼,覃先林,李程,田祖为,熊有强,杨德付,张瑞. 内蒙古林业调查设计. 2010(03)
[9]浅析森林火灾的卫星化监测技术[J]. 李洪双,周政,安鸿东. 黑龙江科技信息. 2010(07)
[10]利用GPS精密单点定位进行时间传递精度分析[J]. 张小红,蔡诗响,李星星,郭斐. 武汉大学学报(信息科学版). 2010(03)
博士论文
[1]北斗软件接收机及惯性/卫星超紧组合导航关键技术研究[D]. 谢非.南京航空航天大学 2014
[2]GPS/SINS超紧密组合导航系统的关键技术研究[D]. 张涛.哈尔滨工程大学 2010
[3]面向森林火灾监测的无线传感器网络技术的研究[D]. 张军国.北京林业大学 2010
[4]基于MEMS的低成本MIMU的应用研究[D]. 刘危.国防科学技术大学 2004
硕士论文
[1]基于ZigBee无线传感器网络的森林火灾监测系统研究[D]. 苏坡.长安大学 2015
[2]基于信息融合与铱星通信技术的林火监测系统研究与设计[D]. 赖小龙.北京林业大学 2015
[3]基于水下滑翔机的铱星通讯系统研究与设计[D]. 刘亮.中国海洋大学 2014
[4]基于森林火灾监测系统中多传感器数据融合的研究[D]. 刘足江.昆明理工大学 2013
[5]基于无线传感器网络的森林火灾监测系统的设计与研究[D]. 黄光华.江西理工大学 2012
[6]基于惯性传感器和WiFi的室内定位系统的设计与实现[D]. 张世哲.北京邮电大学 2012
[7]小型捷联惯性导航系统研究[D]. 杨敏.中南大学 2010
[8]组合导航系统完好性技术研究[D]. 李靖宇.南京航空航天大学 2009
[9]基于铱星数据通信的海洋数据采集与实时传输通用平台的研究[D]. 钟健瑜.南昌大学 2008
[10]GPS智能化设备巡检[D]. 孙华.山东大学 2005
本文编号：2942862
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１森林管护系统架构图??Ｆｉｇ．２－１?Ｆｒａｍｅｗｏｒｋ?ｏｆ?ｆｏｒｅｓｔ?ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ?ｓｙｓｔｅｍ??
图２－２设备端功能示意图??Ｆｉｇ．２－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ?ｔｅｒｍｉｎａｌ?ｆｕｎｃｔｉｏｎ??如图２－２所示，手持设备终端能够实现三大方面的采集功能。首先，林区管护手??持仪设备中内置了采集板，采集板上嵌入了各种传感器，能够采集一氧化碳浓度、二??氧化碳浓度、空气温度、空气湿度、烟雾浓度的数据信息。其次，手持设备轻巧，林??区护林员可随身携带，在巡林过程中手持终端设备可以自动记录林区正常状况或者手??动标记林区非正常状况（森林病虫害、乱砍滥伐等）。最后，设备端还能进行地理位??置信息的采集，在林区信号良好的情况下通过卫星通信直接获取当地的经纬度参数进??行定位，若出现信号不稳定甚至没有时，设备端利用内嵌的ｍｅｍｓ传感器采集三维加??速度和角速度等参数，然后运用惯性导航原理和相关滤波算法处理后实现定位功能。??详细分析在第三章的惯性导航分析和第四章系统硬件设计中
＾?Ｗ??ｍｅｍｓ??图２－２设备端功能示意图??Ｆｉｇ．２－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ?ｔｅｒｍｉｎａｌ?ｆｕｎｃｔｉｏｎ??如图２－２所示，手持设备终端能够实现三大方面的采集功能。首先，林区管护手??持仪设备中内置了采集板，采集板上嵌入了各种传感器，能够采集一氧化碳浓度、二??氧化碳浓度、空气温度、空气湿度、烟雾浓度的数据信息。其次，手持设备轻巧，林??区护林员可随身携带，在巡林过程中手持终端设备可以自动记录林区正常状况或者手??动标记林区非正常状况（森林病虫害、乱砍滥伐等）。最后，设备端还能进行地理位??置信息的采集，在林区信号良好的情况下通过卫星通信直接获取当地的经纬度参数进??行定位，若出现信号不稳定甚至没有时，设备端利用内嵌的ｍｅｍｓ传感器采集三维加??速度和角速度等参数
【参考文献】：
期刊论文
[1]卫星移动通信系统发展现状及趋势[J]. 刘思杨. 现代电信科技. 2014(07)
[2]基于铱星系统的信标机设计[J]. 张献生,谭秋林,丁利琼,康昊,刘文怡. 计算机测量与控制. 2013(10)
[3]精密单点定位在GPS/INS组合导航中的应用[J]. 李增科,王坚,高井祥. 武汉大学学报(信息科学版). 2013(01)
[4]惯性导航基本理论及发展综述[J]. 周年芳,柏林森. 农家科技. 2011(04)
[5]组合导航自适应卡尔曼滤波改进算法研究[J]. 李旦,秦永元,梅春波. 测控技术. 2011(03)
[6]卡尔曼滤波初始条件对捷联惯导对准的影响[J]. 夏家和,秦永元,龙瑞. 宇航学报. 2010(08)
[7]GPS技术进展及其现代化[J]. 陈俊勇. 大地测量与地球动力学. 2010(03)
[8]我国林火监测体系现状分析[J]. 吴雪琼,覃先林,李程,田祖为,熊有强,杨德付,张瑞. 内蒙古林业调查设计. 2010(03)
[9]浅析森林火灾的卫星化监测技术[J]. 李洪双,周政,安鸿东. 黑龙江科技信息. 2010(07)
[10]利用GPS精密单点定位进行时间传递精度分析[J]. 张小红,蔡诗响,李星星,郭斐. 武汉大学学报(信息科学版). 2010(03)
博士论文
[1]北斗软件接收机及惯性/卫星超紧组合导航关键技术研究[D]. 谢非.南京航空航天大学 2014
[2]GPS/SINS超紧密组合导航系统的关键技术研究[D]. 张涛.哈尔滨工程大学 2010
[3]面向森林火灾监测的无线传感器网络技术的研究[D]. 张军国.北京林业大学 2010
[4]基于MEMS的低成本MIMU的应用研究[D]. 刘危.国防科学技术大学 2004
硕士论文
[1]基于ZigBee无线传感器网络的森林火灾监测系统研究[D]. 苏坡.长安大学 2015
[2]基于信息融合与铱星通信技术的林火监测系统研究与设计[D]. 赖小龙.北京林业大学 2015
[3]基于水下滑翔机的铱星通讯系统研究与设计[D]. 刘亮.中国海洋大学 2014
[4]基于森林火灾监测系统中多传感器数据融合的研究[D]. 刘足江.昆明理工大学 2013
[5]基于无线传感器网络的森林火灾监测系统的设计与研究[D]. 黄光华.江西理工大学 2012
[6]基于惯性传感器和WiFi的室内定位系统的设计与实现[D]. 张世哲.北京邮电大学 2012
[7]小型捷联惯性导航系统研究[D]. 杨敏.中南大学 2010
[8]组合导航系统完好性技术研究[D]. 李靖宇.南京航空航天大学 2009
[9]基于铱星数据通信的海洋数据采集与实时传输通用平台的研究[D]. 钟健瑜.南昌大学 2008
[10]GPS智能化设备巡检[D]. 孙华.山东大学 2005
本文编号：2942862
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