粮情无线监测系统的设计与研究

发布时间：2017-05-06 21:00

  本文关键词：粮情无线监测系统的设计与研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：粮食是国民经济的基础,粮食安全关系到人民的健康和社会的稳定。通常影响粮食存储安全的因素有很多,其主要有粮食的温度、湿度以及水分等。为确保粮食在存储过程中的安全,减少其损失,管理人员需要及时掌握粮库中各个因素的变化情况,对粮食的存储状况进行有效的监测和管理,防止因温湿度等因素导致粮食发热和霉变等问题的发生。目前的粮情监测系统,一般是通过电源电缆、有线电缆将上位机、主机和测控分机等连接起来构成的系统,采用有线数据传输的方式,并且使用电缆为系统节点供电。但是,在实际应用中这种方式有其局限性,有线数据传输中需要大量的电缆,布线非常复杂,大量分布的电缆也给系统的调试和维护增加了很大的难度,同时有可能出现电路老化、短路、断线等问题。因此,本文设计并实现了粮情无线监测系统,系统主要由监测中心、通讯主机、测控分机、数据采集模块和3G无线通信模块组成,完成的主要工作概括如下：(1)确定了一种无线数据汇聚传输方式,采用无线射频模块Si4432,具有组网灵活、布线方便、成本低廉以及功耗低等优点。现场采集到的数据经分机汇聚在主机SD卡中进行储存,利用独立无线频段进行数据汇聚,当一个分机所辖数据采集模块的数据汇聚受到影响,对其它分机没有影响,提高了频率利用率,并且可以实现节点的动态加入。(2)为了满足系统对低功耗的要求,数据采集模块各节点使用锂电池供电,采用时间分割策略与唤醒机制,分机定时唤醒所辖数据采集模块,数据采集模块按照时间队列进行数据采集、回传,整个系统处于低功耗模式,提高了系统的准确性和可靠性。(3)设计了3G无线通信模块,并应用到粮情无线监测系统中,3G网络具有覆盖率广、稳定性高和数据传输速率快等特点。3G模块连接在主机上,主机SD卡中的数据通过RS232串口传送至3G模块,3G模块将数据转换成UDP数据包,通过3G网络接入Internet,并将数据发送到服务器。监测中心的管理人员可通过浏览器访问服务器,从而获取粮库中的粮情信息。此方式缩减了粮情的管理人员,提高了粮情的管理效率,实现了粮情信息的异地共享,基本能够满足用户的需求。(4)本文研究了多传感器信息融合方法,介绍了信息融合原理和过程,并应用到粮食安全状况的评估中,运用D-S证据理论对传感器采集的数据进行融合分析,最终得到对粮情的一致性解释与描述。
【关键词】：粮情无线监测 3G模块 信息融合 D-S证据理论
【学位授予单位】：安徽大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S379;TP274
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 研究背景及意义9
• 1.2 国内外研究现状9-11
• 1.3 论文主要工作和结构安排11-13
• 第二章 系统总体设计13-40
• 2.1 系统总体概述13-15
• 2.1.1 系统结构及主要技术指标13-14
• 2.1.2 设计的关键性技术14-15
• 2.2 通讯主机设计15-20
• 2.2.1 处理器选型16-18
• 2.2.2 外围电路18-20
• 2.2.3 通讯主机工作流程20
• 2.3 测控分机设计20-25
• 2.3.1 处理器选型21-22
• 2.3.2 外围电路22-24
• 2.3.3 测控分机工作流程24-25
• 2.4 数据采集模块设计25-36
• 2.4.1 温度检测模块26-30
• 2.4.2 湿度检测模块30-32
• 2.4.3 水分检测模块32-36
• 2.5 低功耗设计与估算36-38
• 2.6 本章小结38-40
• 第三章 无线通信方案设计40-56
• 3.1 射频模块通信设计40-46
• 3.1.1 射频模块Si443240-42
• 3.1.2 射频模块通信流程42-46
• 3.2 3G模块通信设计46-53
• 3.2.1 3G模块组网方案46-48
• 3.2.2 3G模块设计48-53
• 3.3 数据采集实现53-55
• 3.4 本章小结55-56
• 第四章 信息融合在粮情监测中的应用56-65
• 4.1 多传感器信息融合技术56-60
• 4.1.1 信息融合原理56-57
• 4.1.2 信息融合过程57-58
• 4.1.3 信息融合层次58-60
• 4.2 D-S证据理论60-63
• 4.2.1 D-S证据理论基本理论60-61
• 4.2.2 D-S证据理论合成规则61-62
• 4.2.3 粮情数据融合分析62-63
• 4.3 本章小结63-65
• 第五章 结束语65-66
• 参考文献66-69
• 致谢69

【参考文献】

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本文编号：349096