基于物联网的智能农田远程监控系统的设计

发布时间：2023-03-26 17:39

　　我国是农业大国,温室大棚种植已经成为一些地区的主要经济来源。温室大棚技术的不断改进,提高了农业的数字化和自动化水平。物联网是将无线传感器、RFID、嵌入式系统和计算机网络等进行结合而产生的一种新兴技术,农业生产领域结合物联网技术在我国还是一个相对较新的课题。为了保证无线传感网络节点有效合理的分布在大规模温室大棚中,文章分析了传感器节点的传输距离和剩余能量之间的关系。通过MATLAB对其进行仿真,并对结果进行分析,得出改进后的LEACH路由协议算法更能够延长网络的生命周期,提高整个网络的通信效率。论文还建立了一个温室大棚的能耗模型,为温室大棚内网络拓扑结构的选择提供了理论依据。系统采用ZigBee技术组建无线传感器网络,实现了温室内的温度、湿度、二氧化碳浓度、光照强度以及植物生长情况等信息的采集与传输,以及对水泵、灯光和排风等设备的无线远程控制。嵌入式网关是整个远程智能监控系统的控制中心,它由Tiny6410开发板、ZigBee模块和GPRS模块等构成,主要进行接收传感器终端采集的数据,发送和接收控制终端的指令,并对异常状况及时发送报警短信。采用Linux作为嵌入式平台的操作系统,首先进...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外发展现状
    1.3 本文的主要研究内容
第2章 系统的总体结构设计及关键技术
    2.1 系统的总体结构设计
    2.2 物联网技术
    2.3 传感器技术
    2.4 ZigBee无线技术
        2.4.1 ZigBee协议
        2.4.2 ZigBee无线网络的拓扑结构
    2.5 嵌入式系统
        2.5.1 嵌入式系统的定义
        2.5.2 嵌入式系统的特点
        2.5.3 嵌入式Linux操作系统
    2.6 本章小结
第3章 基于LEACH的改进算法及能耗模型的建立
    3.1 LEACH路由算法
    3.2 LEACH算法的改进
        3.2.1 簇头的选举
        3.2.2 数据的传输
        3.2.3 传输方式的选择
    3.3 仿真结果及分析
    3.4 温室大棚能耗模型的建立
        3.4.1 最优簇头的能耗估算
        3.4.2 温室大棚的能耗模型
    3.5 本章小结
第4章 监控系统的硬件电路设计与实现
    4.1 系统的整体硬件结构
    4.2 ARM11硬件开发平台
        4.2.1 供电电路
        4.2.2 复位电路
        4.2.3 USB接口电路
        4.2.4 串口RS232电路
        4.2.5 网卡DM9000电路
    4.3 ZigBee模块的设计
    4.4 GPRS模块的设计
    4.5 传感器的选择
        4.5.1 温湿度传感器的选择
        4.5.2 光照强度传感器的选择
        4.5.3 CO₂浓度传感器的选择
    4.6 控制终端电路的设计
    4.7 本章小结
第5章 嵌入式系统开发平台的设计与实现
    5.1 ARM开发环境的建立
    5.2 BootLoader的移植
    5.3 Linux的内核移植
    5.4 根文件系统的制作
    5.5 ZigBee软件的实现
        5.5.1 ZigBee协调器程序设计
        5.5.2 ZigBee终端和路由器程序设计
    5.6 本章小结
第6章 智能远程监控系统软件的设计与实现
    6.1 构建嵌入式Boa服务器
    6.2 CGI的设计及应用
    6.3 Mjpg-streamer的移植
    6.4 SQLite的移植
    6.5 远程登录界面的设计与系统测试
    6.6 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文及专利
致谢



本文编号：3771399