基于物联网环境的智能养殖系统研究与实现

发布时间：2017-07-20 20:24

  本文关键词：基于物联网环境的智能养殖系统研究与实现

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【摘要】：物联网作为一个新经济增长点的战略新兴产业,具有良好的市场效益,近年来已成为各国构建经济社会发展新模式以及塑造国家竞争力的先导领域。基于物联网的智能养殖系统作为物联网技术的关键应用之一,其出现改变了传统的人工养殖方式,将工作人员从繁重的传统养殖工作中解放出来,大大提高劳动生产效率。基于成都聪慧物联网技术有限公司开发的物联网工程项目,设计出一个基于物联网环境的智能养殖系统。论文介绍了物联网相关概念;阐述了物联网的主要支撑技术;对比现有的无线传感器网络传输协议,选择ZigBee作为通信标准,选择CC2530作为底层节点的开发平台;根据养殖大棚数量多、分布范围广、节点多的特点与系统节能的需求最终选择簇状结构作为无线传感器网络的拓扑结构;设计外围电路与通信节点;选择网关设备进行二次开发。在研究智能养殖系统过程中,出于对节点节能以达到延长网络生存时间,保证系统的实用性等方面考虑,论文对比现有的无线传感器网络路由算法,发现LEACH算法在节能方面具有优势,分析发现该算法仍存在一些问题,对其在簇头的选择、簇的组织、簇的路由三个方面进行改进,再通过仿真对比其它经典分簇路由算法,证明改进的新路由算法确实能达到节能的目的。最后对系统的硬件与软件进行测试。
【关键词】：物联网 智能养殖 无线传感器网络 路由协议 LEACH
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP391.44;TN929.5
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-11
• 1.1 研究背景和意义8
• 1.2 国内外研究现状8-9
• 1.3 论文的研究内容9-10
• 1.4 论文的结构安排10-11
• 2 物联网与智能养殖体系结构11-17
• 2.1 物联网概述11-14
• 2.1.1 物联网结构11-12
• 2.1.2 物联网的主要支撑技术12-14
• 2.2 物联网应用14
• 2.3 基于物联网的智能养殖系统结构14-16
• 2.4 本章小结16-17
• 3 物联网环境下的智能养殖场景设计17-41
• 3.1 面向物联网环境的开发平台17-23
• 3.1.1 无线传输协议的选型17-18
• 3.1.2 无线传感器网络硬件节点18-23
• 3.2 网络拓扑结构选型23-25
• 3.3 硬件功能模块的设计25-28
• 3.3.1 电能传感电路的设计25-26
• 3.3.2 家禽防盗模块设计26
• 3.3.3 CO_2检测模块设计26-27
• 3.3.4 水体参数检测模块设计27-28
• 3.4 系统软件开发与调试环境28-35
• 3.4.1 软件开发环境28
• 3.4.2 CC2530仿真器28-30
• 3.4.3 CC2530截包调试30
• 3.4.4 CC2530片上程序设计30-35
• 3.5 网关开发35-37
• 3.5.1 网关选型35-36
• 3.5.2 ZigBee网络接口模块设计36
• 3.5.3 Internet网络接口模块设计36-37
• 3.6 终端应用子系统设计37-38
• 3.7 节点能耗控制38-40
• 3.7.1 能耗控制的方式38-39
• 3.7.2 网络节点能耗控制的实现39-40
• 3.8 本章小结40-41
• 4 无线传感器网络节能路由算法研究41-55
• 4.1 无线传感器网络的路由算法41-44
• 4.1.1 平面路由的主流算法41-42
• 4.1.2 分簇路由的主流算法42
• 4.1.3 平面路由协议和分簇路由协议比较42-43
• 4.1.4 智能养殖无线传感器网络路由协议选型43-44
• 4.2 基于LEACH的节能分簇路由算法改进44-52
• 4.2.1 LEACH算法及其不足44-45
• 4.2.2 LEACH算法研究思路45-47
• 4.2.3 算法改进47-52
• 4.3 实验仿真52-54
• 4.4 本章小结54-55
• 5 智能养殖系统与可靠性测试55-60
• 5.1 硬件测试55-57
• 5.1.1 传感器的测试55-56
• 5.1.2 无线通信系统测试56-57
• 5.2 软件测试57-59
• 5.3 本章小结59-60
• 6 总结与展望60-61
• 参考 文献61-64
• 攻读硕士学位期间发表论文及科研成果64-65
• 致谢65-66

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本文编号：569878