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基于无线传感器网络数据采集平台的设计与实现

发布时间:2018-02-11 02:26

  本文关键词: TinyOS 无线传感器网络 nesC 插件 路由 出处:《北京林业大学》2012年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:传统的数据采集方式需要以人工的方式使用相关的设备到野外进行数据的采集,人为成本高、实现代价大,容易造成采集误差等一系列问题。基于此,本课题提出一种基于无线传感器网络的数据采集平台系统,该方案实现了一种无线传感器网络——一体化网关——远程服务器——数据管理系统的四层架构,解决了传统采集方案中存在的问题,降低了人为成本,并且具有很高的扩展性,可以针对单一模块进行升级。该数据采集平台系统通过在监测区域中放置无线传感节点,节点通过自组织的形式形成无线传感器网络,通过一体化网关接入GPRS网络,进而接入Internet网络,将采集到的数据提交到服务器,达到远程监控和数据管理的目的。 本文首先分析了传统解决方案中存在的问题以及无线传感器网络发展情况,在此基础上提出该数据采集平台的设计及架构实现。并对其中的关键模块进行了详细讨论:研究了开源嵌入式操作系统TinyOS,学习了nesC嵌入式开发语言及其运行模型,并且应用该语言进行嵌入开发,研究了无线传感器网络路由算法,提出一种基于K-medoids聚类算法的路由协议,远程管理系统采用DirectUI技术、插件化架构设计完成,良好的支持了后期的扩展和维护。最后完成数据采集平台各个模块的测试,并进行了应用验证。
[Abstract]:The traditional data acquisition method needs to use the related equipment to collect the data in the field by manual way. The artificial cost is high, the realization cost is high, the acquisition error is easy to be caused and so on. In this paper, a data acquisition platform system based on wireless sensor network is proposed. This scheme realizes a four-layer structure of wireless sensor network-integrated gateway remote server-data management system. It solves the problems existing in the traditional acquisition scheme, reduces the artificial cost, and has a high scalability, and can be upgraded to a single module. The data acquisition platform system can place wireless sensor nodes in the monitoring area. The nodes form a wireless sensor network through self-organization, access GPRS network through an integrated gateway, then access the Internet network, and submit the collected data to the server to achieve the purpose of remote monitoring and data management. This paper first analyzes the problems existing in traditional solutions and the development of wireless sensor networks. On this basis, the design and implementation of the data acquisition platform are presented. The key modules are discussed in detail: the open source embedded operating system TinyOS, the nesC embedded development language and its running model are studied. The routing algorithm of wireless sensor network is studied, and a routing protocol based on K-medoids clustering algorithm is proposed. The remote management system adopts DirectUI technology, and the plug-in architecture is designed. Good support for the extension and maintenance of the later period. Finally, the data acquisition platform modules of the test, and the application of verification.
【学位授予单位】:北京林业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TP274.2;TP368.1

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