基于北斗和Zigbee的农田信息传输系统

发布时间：2017-07-28 11:38

  本文关键词：基于北斗和Zigbee的农田信息传输系统

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【摘要】：传统农业生产具有高能耗、低效能和高污染的特点,而精细农业生产因为其低投入、高效率和环保性而成为农业工程学科前沿性的研究领域之一。精细农业主要针对农作物及其生产环境存在的时间和空间的差异,实施精确的变量管理措施。因此,获取农田的环境参数是精细农业实施的前提和关键技术之一。有基于此,本文设计了基于北斗和Zigbee的农田信息传输系统,其包含了农田信息采集与传输过程中所必须进行的两个重要环节,农田数据的采集和农田数据的远程传输,上位机软件更是本系统的重要组成部分。本课题主要有以下研究工作：一是上位机软件的实现,包括通信指令设计、数据的显示储存和波形回放；二是Zigbee子网络的建立,包括ZStack协议栈的移植和功能实现,传感器数据的采集等；三是北斗数据编解码的设计和实现,系统远程传输北斗数据使用应用层前向纠错算法来降低传输误码率,然后使用Burrows-Wheeler Transform(BWT)算法和定长编码算法相结合压缩数据,提高通信效率。
【关键词】：Zigbee无线网络 GPRS模块 北斗卫星 农田数据传输
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S126;TN92;TN967.1
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-8
• 第一章 前言8-14
• 1.1 课题研究的背景和意义8
• 1.2 国内外发展现状8-12
• 1.2.1 农田信息采集技术的发展现状8-9
• 1.2.2 北斗技术的发展现状9-10
• 1.2.3 GPRS技术的发展现状10
• 1.2.4 Zigbee技术的发展现状10-12
• 1.3 本论文的主要研究工作12-13
• 1.4 本论文的主要结构13-14
• 第二章 系统整体设计方案14-22
• 2.1 整体设计方案14-15
• 2.2 农田数据采集与传输平台的设计方案15-19
• 2.2.1 农田数据采集模块的设计方案16-17
• 2.2.2 数据编码传输模块的设计方案17-19
• 2.3 农田数据管理平台的设计方案19-21
• 2.3.1 农田数据管理平台的硬件设计方案19-20
• 2.3.2 应用管理软件的设计方案20-21
• 2.4 本章小结21-22
• 第三章 农田数据采集与传输平台的设计和实现22-43
• 3.1 农田数据采集模块的硬件设计22-28
• 3.1.1 CC2530射频电路板23-25
• 3.1.2 外围接口板电路25-26
• 3.1.3 传感器电路26-28
• 3.2 农田数据采集模块的软件设计与实现28-33
• 3.2.1 ZStack协议栈介绍28-30
• 3.2.2 农田数据采集模块的功能设计30
• 3.2.3 农田数据采集模块的软件功能实现30-33
• 3.3 农田数据传输编码模块的硬件设计33-34
• 3.4 农田数据传输编码模块的软件设计与实现34-40
• 3.4.1 农田数据传输编码模块的功能设计34-35
• 3.4.2 相关通信协议与指令35-38
• 3.4.3 农田数据传输编码模块软件功能的实现38-40
• 3.5 ZStack功能定制40-41
• 3.6 本章小结41-43
• 第四章 农田数据管理平台的设计与实现43-58
• 4.1 嵌入式Linux的平台搭建43-46
• 4.1.1 BootLoader的移植43-44
• 4.1.2 Linux内核的移植44-45
• 4.1.3 构建根文件系统45-46
• 4.2 应用管理软件的设计46-50
• 4.2.1 应用管理软件的设计原则与方案46-47
• 4.2.2 应用管理软件的UML类图设计47-50
• 4.3 应用管理软件的实现50-56
• 4.3.1 主界面的实现50-51
• 4.3.2 通信操作的实现51-53
• 4.3.3 数据操作的实现53-56
• 4.4 本章小结56-58
• 第五章 北斗传输数据编码58-67
• 5.1 北斗传输数据编解码的整体流程58-59
• 5.2 前向纠错编解码59-63
• 5.2.1 数据纠错编码基础59-61
• 5.2.2 范德蒙式RS编码过程61-62
• 5.2.3 范德蒙式RS译码过程62-63
• 5.2.4 RS包编码的性能分析63
• 5.3 北斗数据的压缩编解码63-66
• 5.3.1 压缩算法的编解码原理63-64
• 5.3.2 压缩算法的编码过程64-65
• 5.3.3 压缩算法的译码过程65-66
• 5.3.4 压缩算法的性能分析66
• 5.4 本章小结66-67
• 第六章 系统测试67-73
• 6.1 农田数据采集与传输平台的测试67-71
• 6.2 系统整体的测试71-72
• 6.3 本章小结72-73
• 总结与展望73-75
• 参考文献75-78
• 致谢78-79
• 作者简介79

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本文编号：583901