基于iOS系统的储粮害虫信息采集及蓝牙传输系统的研究与设计

发布时间：2020-07-25 19:13

【摘要】：粮食作为人民生活的必需品,是国家重点关注的储备物资。对储粮中害虫的防治是一项需要迫切解决的问题。目前对于储粮害虫的防治策略主要是从生态学基础上建立的害虫综合防治,对于害虫的综合防治主要从温度、湿度、地理分布等几个方面对害虫出现情况进行研究和预测分析;另一方面当前对粮食中害虫的统计和识别趋向于利用图像识别技术展开。因此储粮中的温湿度和害虫图片等信息对于粮食储藏和研究机构具有非常高的研究价值。本文中通过实地走访基层粮库和咨询储粮领域专家学者后,根据储粮害虫研究和粮库工作业务情况结合目前流行的iOS系统移动应用开发技术与低功耗蓝牙BLE无线传输技术,设计出一种可以同时配合粮库工作人员工作及满足储粮害虫研究需求的移动式储粮害虫信息采集系统,利用工作人员手中的移动设备和系统配套的采集节点,实现储粮害虫信息全面采集统计,并将采集数据上传至统一的储粮害虫信息综合平台以供研究和参考。本文主要工作内容包括:1.储粮害虫信息采集系统的需求分析与功能设计。从粮库工作规程、粮食害虫研究和粮库工作环境三个角度综合考虑,总结出系统需要提供的功能。2.iOS移动应用设计与实现。从应用界面、数据存储、后台信息获取、蓝牙通讯设计四个方面对应用功能和架构的实现做出详细说明。3.蓝牙4.0 BLE温湿度信息采集节点设计与实现。采集节点采用TI公司CC2540片上系统解决方案为核心,在根据需求设计出芯片外围电路及节点电源、接口电路后,再对运行于其中的基于蓝牙4.0 BLE协议栈的嵌入式软件进行开发。4.系统运行测试。利用Xcode提供的测试工具,对移动应用软件在真机运行中的耗时、内存使用情况等进行测试,利用TI公司提供的SmartRF Packet Sniffer抓包软件对采集节点的数据发送进行数据报文分析。
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S379.5;TN925
【图文】：

２．２．２逦ｉＯＳ邋架构逡逑ｉＯＳ系统是基于ＵＮＩＸ系统的操作系统，因此其稳定性较高。ｉＯＳ系统架构逡逑是一种分层次结构（如图２－１所示），ｉＯＳ系统的实现可以看做是一系列层的集逡逑合，ｉＯＳ架构分为四个层次：逡逑

Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ可以在不同的设备上实现，如Ｈｏｓｔ与Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ在ＭＣＵ中实现，而逡逑Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ在另一个物理实体中实现（蓝牙芯片）。逡逑图２－２说明了一个蓝牙协议栈的层结构：逡逑７逡逑

辑传输可以被位于基本或己适配物理网络的信道上的一个物理连接所承载。逡逑链路层中的数据结构可以很好的说明蓝牙数据传输的结构，链路层中传播的逡逑数据报文叫做空中接口协议数据报文（Ａｉｒ邋Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ邋Ｐａｃｋｅｔ），其结构如图２－３。逡逑Ｌａｙｅｒ邋Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ逡逑Ｃａｒｒｉｅｓ邋ｐｈｙｓｉｃａｌ邋ｌｉｎｋ逡逑ａｃｃｅｓｓ邋ｃｏｄｅ逦Ｃａｒｒｉｅｓ邋１Ｊ＞ｅ邋ｉｏ＾ｃａｌ邋ｔｒａｎｓｐｏｒｔ逡逑ａｎｄ邋ｌｏｇｉｃａｌ邋ｌｉｎｋ邋ｉｄｅｎｔｉｆｔ＆ｒｓ逡逑Ｉ逦Ｉ逡逑逦１逦１逦逡逑Ｐｒｅａｍｂｌｅ邋Ａｃｃｅｓｓ邋Ａｄｄｒｅｓｓ邋ＰＤＵ邋Ｈｅａｄｅｒ逦ＰＤＵ邋Ｐａｙｌｏａｄ逦ＣＲＣ逡逑逦Ｉ逡逑Ｉ逡逑Ｃａｒｒｉｅｓ邋Ｌ２ＣＡＰ邋ｓｉｇｎａｌｓ邋Ｌ２ＣＡＰ逡逑ｆｒａｍｅｓ邋ｏｒ邋ｏｍｅｒ邋ｕｓｅｒ邋ｄａｔａ逡逑［逡逑Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ逦Ｃａｒｒｉｅｓ邋ｔｈｅ邋Ｌｉｎｋ邋Ｌａｙｅｒ邋Ｐｒｏｔｏｃｏｌ逡逑图２－３空中接口协议定义的数据报文格式逡逑可以看出，数据报文按照层级划分成了不同部分，这其中ＰＤＵ邋（Ｐｒｏｔｏｃｏｌ逡逑Ｄａｔａ邋Ｕｎｉｔ）是蓝牙数据传输的重要内容，ＰＤＵ内部分为两个部分，ＰＤＵＨｅａｄｅｒ逡逑包括了邋ｒｏＵ类型，而ＰＤＵ邋Ｐａｙｌｏａｄ中则为报文携带的数据。逡逑这里的ＰＤＵ类型，是根据一个实体在链路层中的状态决定的，所谓链路层逡逑状态，是蓝牙协议在链路层中定义的一种抽象概念，链路层中己经定义了邋ＢＬＥ同逡逑步数据传输和广播传输两种逻辑传输，但是对于广播传输来讲，传输过程是未知逡逑的

【参考文献】

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本文编号：2770247