基于巡检小车与借地址路由算法的养猪场无线网络监控系统

发布时间：2017-08-21 00:11

  本文关键词：基于巡检小车与借地址路由算法的养猪场无线网络监控系统

  更多相关文章： 借地址 巡检小车 无线传感器网络 监控系统 两跳邻居 Zig Bee

【摘要】：我国生猪养殖业正在迅速发展,为了提高猪场生产力,除了依靠科学的生猪养殖技术外,对养猪场内部环境参数的检测和调控也非常重要。目前,养猪场内部设备之间大多采用有线连接,该方式往往布线复杂且成本较高,本文在总结国内外相关研究的基础上,设计了一种基于巡检小车与借地址路由算法的养猪场无线网络监控系统。采用信息化的养猪场环境监控系统可以为管理人员提供精确的环境参数,提高养殖效率,降低生产成本。为了解决保育猪舍内部检测节点众多和布线困难的问题,本文采用Zig Bee技术将带有各类传感器的路由节点和终端节点组成一个树型无线传感器网络。传感器节点将采集到的各类环境参数信息通过Zig Bee无线网络发送至协调器节点,再经由RS232串口将数据发送到现场嵌入式控制器S3C6410中。通过在S3C6410平台上移植SQLite数据库和BOA服务器,同时设计CGI控制程序,用户可以通过浏览器网页对养猪场内部环境、母猪的临产以及小猪的生活情况进行远程实时监测。为了实现保育猪舍内部视频和音频信息的灵活采集,本文采用集成了声音探测器、各类环境参数传感器和摄像头的巡检小车。将协调器节点和现场控制器安装在小车上,使得摄像头采集到的视频和音频信息能够被实时的传送到现场控制器中,同时,这种可移动协调器节点可使在其传输范围内的网络孤点直接向其申请入网,提高了网络地址分配效率。为了提高养猪场无线传感器网络中孤立节点的入网率,实现对保育猪舍内部环境参数的精确采集和设备的有效控制,本文提出了改进的借地址路由算法,将路由节点的借址范围设为两跳通信距离内的邻居节点,通过扩大父节点的借址范围来提高节点间地址分配的效率,同时会优先考虑向同枝子孙节点借址,降低了组网耗时。并且,在路由选择过程中,树路由首先对目的节点的类型进行判断,通过计算下一跳地址减少了数据包的传输延迟。最后对所设计的系统进行了测试,系统测试结果表明,本文提出的借地址路由算法提高了网络节点的地址分配成功率,具有移动协调器节点的无线传感器网络提高了组网灵活性,可实现对保育猪舍内部温度、湿度和二氧化碳浓度等环境参数的精确可靠采集。本文设计的基于巡检小车与借地址路由算法的养猪场无线网络监控系统实现了对母猪和小猪生活环境的远程实时监控,在现代化的畜禽精细养殖业中有着很好的应用前景。
【关键词】：借地址 巡检小车 无线传感器网络 监控系统 两跳邻居 Zig Bee
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S828;TP277
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.2.1 无线养殖监控系统国内外研究现状11-13
• 1.2.2 路由算法国内外研究现状13-14
• 1.3 本课题主要研究内容14-17
• 第二章 养猪场无线网络监控系统总体设计17-35
• 2.1 系统总体方案设计17-18
• 2.2 养猪场无线传感器网络设计18-22
• 2.2.1 养猪场无线传感器网络组建18-19
• 2.2.2 Zig Bee技术介绍19-20
• 2.2.3 Zig Bee协议栈20-21
• 2.2.4 Zig Bee网络拓扑结构21-22
• 2.3 巡检小车介绍22-25
• 2.4 系统硬件设计25-29
• 2.4.1 硬件框架设计25
• 2.4.2 处理器S3C6410简介25-26
• 2.4.3 Zig Bee节点硬件设计26-29
• 2.5 嵌入式系统开发平台设计29-33
• 2.5.1 交叉编译环境设计29-30
• 2.5.2 NFS网络文件系统30-31
• 2.5.3 U-boot移植31-32
• 2.5.4 内核的配置与移植32
• 2.5.5 根文件系统的制作32-33
• 2.6 本章小结33-35
• 第三章 基于两跳邻居的网络借地址路由算法35-47
• 3.1 网络地址分配机制35-36
• 3.2 Cluster-tree路由算法36-37
• 3.3 Zig Bee网络孤立节点分析37-38
• 3.4 借地址路由算法的改进38-42
• 3.4.1 基于两跳邻居的借地址路由算法的思想38-39
• 3.4.2 基于两跳邻居的借地址路由算法39-41
• 3.4.3 借地址算法的路由选择41-42
• 3.5 仿真实验与结果分析42-46
• 3.6 本章小结46-47
• 第四章 养猪场无线网络监控系统软件设计47-61
• 4.1 Zig Bee节点软件设计47-51
• 4.2 嵌入式SQLite数据库设计51-53
• 4.2.1 SQLite数据库的API函数51-52
• 4.2.2 SQLite数据库的移植52-53
• 4.2.3 养猪场环境参数信息存储设计53
• 4.3 嵌入式WEB服务器设计53-57
• 4.3.1 嵌入式WEB服务器概述54
• 4.3.2 BOA服务器的移植54-55
• 4.3.3 CGI信息交互技术55-57
• 4.4 视频监控模块设计57-60
• 4.4.1 视频设备驱动设计57-58
• 4.4.2 ffmpeg的移植58-59
• 4.4.3 ffserver的配置59-60
• 4.5 本章小结60-61
• 第五章 系统测试61-67
• 5.1 现场环境测试61-63
• 5.2 测试结果分析63-66
• 5.3 本章小结66-67
• 第六章 总结与展望67-69
• 6.1 总结67-68
• 6.2 展望68-69
• 参考文献69-73
• 致谢73-74
• 攻读硕士期间科研成果74

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 胡圣尧;关静;张晓东;彭颖;张兵;许清泉;;植物工厂内稠密节点的无线通信路由算法的研究[J];农机化研究;2014年04期

2 李亚鹏;;企业局域网本地路由的配置[J];吉林农业科技学院学报;2008年03期

3 ;[J];;年期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 沈顺七;;关于传统IP网向MPLS/VPN迁移的几个问题分析[A];2003’中国通信学会无线及移动通信委员会学术年会论文集[C];2003年

2 刘翔;;Ad hoc的路由协议研究[A];武汉市第二届学术年会、通信学会2006年学术年会论文集[C];2006年

3 肖安林;张亮;;MANET中若干路由算法性能的比较和评价[A];计算机技术与应用进展——全国第17届计算机科学与技术应用（CACIS）学术会议论文集（下册）[C];2006年

4 杨豹;龚正虎;刘亚萍;;BGP路由服务平台(RSP)的设计[A];2006年全国开放式分布与并行计算机学术会议论文集（三）[C];2006年

5 马维泉;李芬;巴林凤;;一种适用于蓝牙Scatternet的记忆式有界广播路由(MBR2)算法[A];开创新世纪的通信技术——第七届全国青年通信学术会议论文集[C];2001年

6 汪笑;;路由Route命令解决视频会商专线和互联网专线传输问题[A];中国气象学会2005年年会论文集[C];2005年

7 昌俊;敖发良;;一种高生存性RPR网络的路由研究[A];全国第十三次光纤通信暨第十四届集成光学学术会议论文集[C];2007年

8 詹鹏飞;李云;陈前斌;隆克平;;一种实时鲁棒的Ad hoc网络路由方案[A];第九届全国青年通信学术会议论文集[C];2004年

9 郑旭明;胡光岷;;基于链路丢包率估计的Ad Hoc网络负载均衡路由[A];2008年中国西部青年通信学术会议论文集[C];2008年

10 马强;宋玲;陈凤;;基于蚁群优化的Ad Hoc负载均衡路由算法[A];2007北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会议论文集（下册）[C];2008年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 邹琦;Windows 2000 Advanced Server中软路由的实现[N];计算机世界;2001年

2 ;虚拟路由保证新型IP服务[N];网络世界;2001年

3 《网络世界》评测实验室 荣钰 潘永花;路由竞技[N];网络世界;2003年

4 曾迎之;路由要有新规则[N];中国计算机报;2001年

5 西安市公众信息产业有限公司 彭晔;内部路由规划[N];中国计算机报;2002年

6 评测工程师 朱晔 李韬 宋博强 陈琪;个个都是好样的[N];计算机世界;2004年

7 张志刚;虚拟路由引领IP新服务[N];中国计算机报;2001年

8 宋献涛;IP路由走向智能化[N];计算机世界;2002年

9 权心权意;误设IP引发路由异常[N];电脑报;2005年

10 董涛;多协议标志交换(MPLS)原理[N];通信产业报;2003年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 李清;基于弱转发的互联网路由可用性和扩展性研究[D];清华大学;2013年

2 董平;基于身份与位置分离映射的可扩展路由体系研究[D];北京交通大学;2008年

3 罗茂松;无线Mesh网路由与调度联合优化算法研究[D];华南理工大学;2013年

4 苏伟;移动互联网路由理论与关键技术的研究[D];北京交通大学;2008年

5 李玉军;无线网络连通性及路由关键技术研究[D];电子科技大学;2010年

6 姬文江;无线Mesh网络路由协议体系研究[D];西安电子科技大学;2013年

7 杨云;基于TCP/IP的QoS路由算法的研究[D];南京理工大学;2003年

8 沈斌;移动Ad Hoc网络与Internet互联的关键技术研究[D];华中科技大学;2007年

9 谭巍;Ad Hoc网络中基于突发业务的MAC协议与路由协议研究[D];哈尔滨工业大学;2008年

10 王]Z琦;无线Mesh网络路由协议关键技术的研究[D];国防科学技术大学;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 汤志鹏;车联网环境下基于车辆分组的组间通信路由算法的研究[D];辽宁大学;2015年

2 王冲;基于空间划分与协同进化策略的无线传感网路由协议研究[D];辽宁大学;2015年

3 王会娜;城市环境下车载网络路由协议研究[D];西南交通大学;2015年

4 阮洁;DSR协议的仿真研究与性能改进[D];长江大学;2015年

5 王鹭洁;基于链路稳定性的车载自组织网络路由协议研究[D];苏州大学;2015年

6 潘小清;基于IEEE802.15.4的6LoWPAN路由研究与应用[D];苏州大学;2015年

7 陈晓亮;基于GPRS和物联网的温度采集系统设计与研究[D];沈阳理工大学;2015年

8 韩保庆;多级Ad Hoc网络与蜂窝网络融合的仿真研究[D];电子科技大学;2015年

9 李延祥;低压电力线通信改进组网路由算法与通信协议研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

10 黄海利;基于IEEE 802.15.4的路由研究[D];中国矿业大学;2015年

，

本文编号：709687