农业物联网中若干关键技术的研究

发布时间：2017-05-29 06:00

  本文关键词：农业物联网中若干关键技术的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：农业作为我国基础性产业之一,它的发展对于国家的稳定和国民经济的稳步增长具有深远意义。物联网技术的飞速发展给农业信息化建设带来了新的契机,其具有的集感知、处理、传输于一体的特点以及低成本、自组织的无线采集网络使得现代农业向着智能化发展。因此,对于物联网在农业应用领域中的关键技术进行研究具有重要意义。本文以智能农业为背景,对农业物联网的前端采集网络——无线传感器网络中的关键技术做了相关研究,主要内容如下：(1)对比分析了几种常用的无线通信技术,在此基础上选择ZigBee技术作为传感器网络的无线通信技术,并简要说明了协议栈Z-stack的体系结构。(2)针对DV-Hop定位算法实际应用时在精度和能耗方面的不足进行改进,构建了一种适合农业物联网应用需求的定位算法,该算法利用锚节点的坐标及跳数来计算未知节点的平均跳距,减少了网络中节点广播次数,达到降低节点通信能耗的目的；此外,定位计算时引入了改良的锚节点优选方案和加权质心定位方法,在保证应用所需定位精度的同时降低了计算量。(3)描述了监测系统的总体设计,并对系统中所用节点的硬件模块进行了简要介绍。在对Z-stack协议栈进行移植的基础上,完成了所用节点的软件设计及上位机软件设计。(4)根据实验室现有器材,对网络组网、参数采集、节点通信的丢包率以及节点的定位精度进行了测试。
【关键词】：农业物联网 无线传感器网络 定位算法 ZigBee
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S126;TP391.44;TN929.5
【目录】：

• 致谢6-7
• 摘要7-8
• ABSTRACT8-14
• 第一章 绪论14-19
• 1.1 研究背景及意义14-15
• 1.2 农业物联网15-17
• 1.2.1 农业物联网概述15
• 1.2.2 农业物联网关键技术15-17
• 1.3 农业物联网研究现状17-18
• 1.3.1 国外研究现状17
• 1.3.2 国内研究现状17-18
• 1.4 本文研究内容及结构安排18-19
• 第二章 无线传感器网络中的无线通信技术研究19-27
• 2.1 无线传感器网络概述19-21
• 2.1.1 无线传感器网络结构19-20
• 2.1.2 无线传感器网络的特点20-21
• 2.2 无线通信技术21-22
• 2.3 ZigBee技术22-26
• 2.3.1 ZigBee无线网络22-23
• 2.3.2 ZigBee协议栈23-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第三章 节点的定位技术研究27-40
• 3.1 引言27-29
• 3.1.1 基本方法与术语27-28
• 3.1.2 定位性能指标28-29
• 3.2 DV-Hop算法原理29-31
• 3.3 定位改进算法31-39
• 3.3.1 平均跳距计算31-32
• 3.3.2 未知节点坐标计算32-34
• 3.3.3 实验仿真与分析34-39
• 3.4 本章小结39-40
• 第四章 监测系统设计40-58
• 4.1 系统总体设计概述40-41
• 4.2 监测系统节点硬件模块41-45
• 4.2.1 网关节点硬件模块41-43
• 4.2.2 监测节点模块43-45
• 4.2.3 锚节点模块45
• 4.3 系统软件设计45-57
• 4.3.1 开发环境的介绍45-47
• 4.3.2 网关节点软件设计47-49
• 4.3.3 锚节点软件设计49-51
• 4.3.4 监测节点软件设计51-54
• 4.3.5 上位机软件设计54-57
• 4.4 本章小结57-58
• 第五章 系统测试与分析58-64
• 5.1 引言58
• 5.2 系统测试58-63
• 5.2.1 组网测试58-59
• 5.2.2 参数采集测试59-60
• 5.2.3 丢包率测试60-62
• 5.2.4 定位测试62-63
• 5.3 本章小结63-64
• 第六章 总结与展望64-66
• 6.1 总结64
• 6.2 展望64-66
• 参考文献66-70
• 攻读硕士期间的学术活动及成果情况70

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