基于WSN的温室无线监测系统研究
发布时间：2021-01-17 19:20
传统的温室监测系统采用有线的信号传输方式,组网复杂度高,并且限制网络动态变化,不利于提高农业自动化水平。随着无线传感器网络技术的快速发展,因其具备成本低、安装维护方便、组网灵活等优势在诸多行业得到了广泛的应用。该技术应用于温室有利于提高农业自动化水平,对作物生长监测有积极意义。在目前温室工程中,大多以温室环境参数为研究对象,而对植物生理信息进行监测的应用并不多。植物声发射现象是植物对水分胁迫和病害胁迫较为敏感的生理响应,是一种重要的植物生理信息。因此本文结合无线传感器技术和声发射技术对温室无线监测系统进行了研究。本文以温室环境参数和植物病害胁迫下的声发射信号为监测对象,采用DSP、无线通信模块SZ05、环境因子传感器和声发射传感器构建了一个温室无线监测系统。基于ZigBee无线传输协议设计温室无线传感器网络,实现了对温室土壤温湿度、空气温湿度、二氧化碳浓度和光照强度及反映病害状况的声发射信号的采集,并将数据通过无线传输到上位机监测平台。采用压电陶瓷传感器和光纤光栅传感器对作物声发射信号进行了采集,对声发射信号分析处理方法进行了研究,主要方法有波形特征参数提取和波形重建方法。基于LabV...
【文章来源】：天津科技大学天津市
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１无线传感器网络结构??
?传感器节点??任务管理节点管理者??图２－１无线传感器网络结构??Ｆｉｇ．?２－１?Ｗｉｒｅｌｅｓｓ?ｓｅｎｓｏｒ?ｎｅｔｗｏｒｋ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??ＺｉｇＢｅｅ是一种新兴的短距离、低速率、低功耗的无线网络技术，主要用于近距离??无线连接。该技术的应用领域非常广泛，在军事［４４４５］、农业监测［４６４７］、医疗健康［４Ｗ９］、??智能家居［％５１］、工业生产［￥５３］等领域都发挥着重要的作用，为人们的生产生活带来了??极大的便捷。ＺｉｇＢｅｅ协议可以支持三种网络拓扑结构：星型、树型和网状结构，如图??２－２所示。??Ａ?Ｋ??星型结构?树型结构?网状结构??图２－２网络拓扑结构??Ｆｉｇ．?２－２?Ｔｏｐｏｌｏｇｙ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｎｅｔｗｏｒｋ??星型网络是三种网络结构中最简单的一种，也是组成另外两种网络的基础，由一??个协调器节点和多个终端节点构成。树型网络是一种可以组成大型树枝状结构的网??络，有一个协调器节点和多个路由器节点，路由器节点下面又可以有下级路由节点，??通过这种方式可以扩大覆盖面积。但是这种网络的路由深度太大，加大了拓扑开销，??容易造成信息延时。网状结构可看作树型结构的升级版
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【参考文献】：
期刊论文
[1]番茄声发射信号功率谱特征分析[J]. 余礼根,李长缨,陈立平,薛绪掌,卫如雪,郭文忠. 农业机械学报. 2017(10)
[2]盆栽迷你玫瑰水胁迫声发射信号的检测及分析[J]. 周桥,陈钊,刘存瑞,时玲. 江苏农业科学. 2017(08)
[3]基于图像处理的温室黄瓜霜霉病诊断系统[J]. 马浚诚,温皓杰,李鑫星,傅泽田,吕雄杰,张领先. 农业机械学报. 2017(02)
[4]深部应力型突出灾害的声发射监测工艺及预警试验研究[J]. 杨慧明. 煤矿安全. 2017(02)
[5]温室大棚内部温度变化对作物生长的影响[J]. 刘健,刘志鹏,苏华. 现代农业科技. 2016(14)
[6]我国设施农业发展现状与对策[J]. 张震,刘学瑜. 农业经济问题. 2015(05)
[7]基于多级衍射及自适应补偿的光纤光栅传感器解调技术[J]. 张晓鹏,董明利,刘锋,祝连庆. 传感技术学报. 2015(03)
[8]光纤光栅声发射检测新技术用于轴承状态监测的研究[J]. 李宁,魏鹏,莫宏,梅盛开,黎敏. 振动与冲击. 2015(03)
[9]水晶梨生长监测系统设计与应用[J]. 王兴旺. 浙江农业学报. 2014(04)
[10]环境因子对番茄生长发育的影响[J]. 武利明,张喜春,肖光辉. 中国农学通报. 2014(13)
博士论文
[1]气温与CO2浓度升高对作物矿质胁迫及富集动态的联合效应试验研究[D]. 王小恒.兰州大学 2017
[2]无线传感器网络系统设计与应用[D]. 王东.重庆大学 2006
硕士论文
[1]变角剪切下岩石的声发射—红外特性及损伤演化规律[D]. 刘建伟.江西理工大学 2014
[2]基于TMS320C6748高速DSP信号处理模块设计[D]. 李凯.哈尔滨工程大学 2013
[3]光纤光栅声发射传感系统[D]. 马广春.山东大学 2012
[4]基于声发射原理的植物病害无损检测技术研究[D]. 李玲玲.天津科技大学 2012
[5]基于DSP的金属裂纹声发射信号特征参数提取[D]. 周静.广西大学 2008
[6]工程化光纤光栅传感器及其在路面结构中的测试研究[D]. 王赫喆.哈尔滨工业大学 2006
[7]声发射信号处理与分析技术的研究[D]. 杨杰.吉林大学 2005
本文编号：2983450
【文章来源】：天津科技大学天津市
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１无线传感器网络结构??
?传感器节点??任务管理节点管理者??图２－１无线传感器网络结构??Ｆｉｇ．?２－１?Ｗｉｒｅｌｅｓｓ?ｓｅｎｓｏｒ?ｎｅｔｗｏｒｋ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??ＺｉｇＢｅｅ是一种新兴的短距离、低速率、低功耗的无线网络技术，主要用于近距离??无线连接。该技术的应用领域非常广泛，在军事［４４４５］、农业监测［４６４７］、医疗健康［４Ｗ９］、??智能家居［％５１］、工业生产［￥５３］等领域都发挥着重要的作用，为人们的生产生活带来了??极大的便捷。ＺｉｇＢｅｅ协议可以支持三种网络拓扑结构：星型、树型和网状结构，如图??２－２所示。??Ａ?Ｋ??星型结构?树型结构?网状结构??图２－２网络拓扑结构??Ｆｉｇ．?２－２?Ｔｏｐｏｌｏｇｙ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｎｅｔｗｏｒｋ??星型网络是三种网络结构中最简单的一种，也是组成另外两种网络的基础，由一??个协调器节点和多个终端节点构成。树型网络是一种可以组成大型树枝状结构的网??络，有一个协调器节点和多个路由器节点，路由器节点下面又可以有下级路由节点，??通过这种方式可以扩大覆盖面积。但是这种网络的路由深度太大，加大了拓扑开销，??容易造成信息延时。网状结构可看作树型结构的升级版
?传感器节点??任务管理节点管理者??图２－１无线传感器网络结构??Ｆｉｇ．?２－１?Ｗｉｒｅｌｅｓｓ?ｓｅｎｓｏｒ?ｎｅｔｗｏｒｋ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??ＺｉｇＢｅｅ是一种新兴的短距离、低速率、低功耗的无线网络技术，主要用于近距离??无线连接。该技术的应用领域非常广泛，在军事［４４４５］、农业监测［４６４７］、医疗健康［４Ｗ９］、??智能家居［％５１］、工业生产［￥５３］等领域都发挥着重要的作用，为人们的生产生活带来了??极大的便捷。ＺｉｇＢｅｅ协议可以支持三种网络拓扑结构：星型、树型和网状结构，如图??２－２所示。??Ａ?Ｋ??星型结构?树型结构?网状结构??图２－２网络拓扑结构??Ｆｉｇ．?２－２?Ｔｏｐｏｌｏｇｙ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｎｅｔｗｏｒｋ??星型网络是三种网络结构中最简单的一种，也是组成另外两种网络的基础，由一??个协调器节点和多个终端节点构成。树型网络是一种可以组成大型树枝状结构的网??络，有一个协调器节点和多个路由器节点，路由器节点下面又可以有下级路由节点，??通过这种方式可以扩大覆盖面积。但是这种网络的路由深度太大，加大了拓扑开销，??容易造成信息延时。网状结构可看作树型结构的升级版
【参考文献】：
期刊论文
[1]番茄声发射信号功率谱特征分析[J]. 余礼根,李长缨,陈立平,薛绪掌,卫如雪,郭文忠. 农业机械学报. 2017(10)
[2]盆栽迷你玫瑰水胁迫声发射信号的检测及分析[J]. 周桥,陈钊,刘存瑞,时玲. 江苏农业科学. 2017(08)
[3]基于图像处理的温室黄瓜霜霉病诊断系统[J]. 马浚诚,温皓杰,李鑫星,傅泽田,吕雄杰,张领先. 农业机械学报. 2017(02)
[4]深部应力型突出灾害的声发射监测工艺及预警试验研究[J]. 杨慧明. 煤矿安全. 2017(02)
[5]温室大棚内部温度变化对作物生长的影响[J]. 刘健,刘志鹏,苏华. 现代农业科技. 2016(14)
[6]我国设施农业发展现状与对策[J]. 张震,刘学瑜. 农业经济问题. 2015(05)
[7]基于多级衍射及自适应补偿的光纤光栅传感器解调技术[J]. 张晓鹏,董明利,刘锋,祝连庆. 传感技术学报. 2015(03)
[8]光纤光栅声发射检测新技术用于轴承状态监测的研究[J]. 李宁,魏鹏,莫宏,梅盛开,黎敏. 振动与冲击. 2015(03)
[9]水晶梨生长监测系统设计与应用[J]. 王兴旺. 浙江农业学报. 2014(04)
[10]环境因子对番茄生长发育的影响[J]. 武利明,张喜春,肖光辉. 中国农学通报. 2014(13)
博士论文
[1]气温与CO2浓度升高对作物矿质胁迫及富集动态的联合效应试验研究[D]. 王小恒.兰州大学 2017
[2]无线传感器网络系统设计与应用[D]. 王东.重庆大学 2006
硕士论文
[1]变角剪切下岩石的声发射—红外特性及损伤演化规律[D]. 刘建伟.江西理工大学 2014
[2]基于TMS320C6748高速DSP信号处理模块设计[D]. 李凯.哈尔滨工程大学 2013
[3]光纤光栅声发射传感系统[D]. 马广春.山东大学 2012
[4]基于声发射原理的植物病害无损检测技术研究[D]. 李玲玲.天津科技大学 2012
[5]基于DSP的金属裂纹声发射信号特征参数提取[D]. 周静.广西大学 2008
[6]工程化光纤光栅传感器及其在路面结构中的测试研究[D]. 王赫喆.哈尔滨工业大学 2006
[7]声发射信号处理与分析技术的研究[D]. 杨杰.吉林大学 2005
本文编号：2983450
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