基于物联网的农业感知数据融合应用研究

发布时间：2017-05-26 12:26

  本文关键词：基于物联网的农业感知数据融合应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：我国土地面积广阔,是一个农业大国。进入21世纪以来,我国正面临着向现代化农业转型的重要时期。随着人类对物理世界联网的急切需要,物联网技术已经逐渐发展并成熟起来,并且在农业领域中的应用也越来越深入。农业物联网通过利用各种传感器收集农田种植、园林园艺、水产养殖等现场信息,对农业生产和管理产生了极大的影响。但是由于传感器所采集的信息来自各个领域,并且他们的传输协议各不相同,所以在农业物联网中对传感器数据进行融合是非常必要的。物联网的主要特点是节点分布广泛,数据量大,所以本文针对农业物联网应用中的数据融合算法进行了研究。为了使所研究的数据融合算法能够满足物联网对节点能量和对数据实时性的要求,本文对传统的数据融合方法进行了改进,并结合实际应用环境,提出了嵌入式节点硬件设计方案。首先基于农业领域的特殊性给出了物联网系统硬件总体设计方案;然后详细阐述了硬件系统中各芯片的选型及外围电路的设计方案,并介绍了应用在农业环境中的传感器种类及应用,设计出Zigbee节点无线通信方案;最后,在硬件设计基础上,给出了软件设计方案,其中包括嵌入式底层软件和上位机监测软件,在人机交互的基础上,完成环境参数的存储,并可以通过服务器将所检测到的数据信息传输到因特网上,实现真正意义上的“传感器—因特网—远程监控”的具有现代化意义的智能农业物联网管理模式。通过实验证实,本文设计的数据融合应用系统在农业环境监控系统中具有良好的适应性与稳定性。本文对数据融合算法的研究对于农业物联网体系的发展具有重要的指导意义。
【关键词】：农业物联网 数据融合 Zigbee无线传感器网络 监控系统
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S126;TN929.5;TP391.44
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 课题研究背景与意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-12
• 1.3 论文主要研究内容及结构安排12-14
• 第二章 农业物联网模型14-19
• 2.1 物联网14-16
• 2.1.1 物联网的体系结构14-15
• 2.1.2 物联网技术在农业中的应用15-16
• 2.2 农业物联网体系结构16
• 2.3 农业感知数据对象16-17
• 2.4 农业传感器种类17-19
• 第三章 数据融合算法应用研究19-29
• 3.1 物联网中数据融合概述19-20
• 3.2 数据融合的作用及分类20-22
• 3.3 经典数据融合算法分析22-23
• 3.4 面向物联网的数据融合路由算法研究23-29
• 3.4.1 LEACH算法研究23-25
• 3.4.2 LEACH算法改进研究25-26
• 3.4.3 仿真结果及分析26-29
• 第四章 农业感知系统的硬件设计与实现29-37
• 4.1 设计方案29-31
• 4.1.1 系统整体设计方案29-31
• 4.1.2 硬件整体设计方案31
• 4.2 主控系统设计31-33
• 4.2.1 主控芯片选择及最小系统设计31-32
• 4.2.2 通信电路设计32-33
• 4.3 无线传输系统设计33-35
• 4.3.1 无线芯片的选择33-34
• 4.3.2 无线模块电路设计34-35
• 4.4 传感器采集电路设计35-37
• 第五章 农业感知系统的软件设计与实现37-48
• 5.1 节点软件开发环境37-38
• 5.2 网络节点软件设计38-41
• 5.2.1 协调器节点软件设计38-39
• 5.2.2 终端节点软件设计39-40
• 5.2.3 传感器节点软件设计40-41
• 5.3 上位机监控界面的设计41-44
• 5.3.1 主界面设计41-43
• 5.3.2 数据管理界面设计43-44
• 5.4 系统测试44-48
• 5.4.1 入网测试44-45
• 5.4.2 上位机监控测试45-48
• 第六章 总结与展望48-50
• 6.1 论文总结48-49
• 6.2 工作展望49-50
• 参考文献50-53
• 作者简介53-54
• 致谢54

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