本文關(guān)鍵詞：北方日光溫室群智能監(jiān)控系統(tǒng)研究與設(shè)計

  更多相關(guān)文章： 北方日光溫室群 智能監(jiān)控系統(tǒng) ZigBee WiFi 數(shù)據(jù)融合算法

【摘要】：本研究設(shè)計了一套完整的北方日光溫室群智能監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了對北方日光溫室群環(huán)境因子的監(jiān)控,并優(yōu)化提升了數(shù)據(jù)的精確性及穩(wěn)定性。相對于現(xiàn)有的單個溫室內(nèi)的監(jiān)控系統(tǒng)研究,本設(shè)計以北方日光溫室群為研究對象,并針對北方日光多溫室環(huán)境進(jìn)行適應(yīng)性優(yōu)化設(shè)計�？紤]到北方日光溫室的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),無法單獨(dú)使用ZigBee技術(shù)完成溫室群的系統(tǒng)搭建,結(jié)合WiFi通信方式,溫室內(nèi)采用ZigBee無線通信方式,對溫室內(nèi)的空氣溫度、空氣濕度、二氧化碳濃度、光照強(qiáng)度、土壤溫度以及土壤濕度等數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控,溫室間采用WiFi通信方式,利用WiFi穿透性強(qiáng)、信號質(zhì)量好等特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)北方日光溫室群環(huán)境的監(jiān)控。分析了ZigBee與WiFi網(wǎng)絡(luò)共同覆蓋下干擾沖突的問題,設(shè)計采用非協(xié)同工作方式,解決了兩種無線通信技術(shù)相互干擾引起的通信數(shù)據(jù)丟失的問題。針對現(xiàn)有系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定的情況進(jìn)行優(yōu)化,對軟件與硬件設(shè)計進(jìn)行了重新設(shè)計,優(yōu)化了底層軟件的工作流程,提升了系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性及流暢性。針對現(xiàn)有監(jiān)控數(shù)據(jù)存在的測量誤差以及數(shù)據(jù)抖動的情況,提出了適用于北方日光溫室群環(huán)境的數(shù)據(jù)融合算法,算法對北方日光溫室環(huán)境進(jìn)行了適應(yīng)性的優(yōu)化,提升了數(shù)據(jù)測試的精確性,解決了數(shù)據(jù)抖動性對溫室環(huán)境數(shù)據(jù)分析帶來的干擾。本設(shè)計應(yīng)用于北方日光溫室群環(huán)境進(jìn)行測試與分析,通信范圍完全覆蓋本設(shè)計北方日光溫室群環(huán)境,ZigBee與WiFi干擾問題得以解決,底層軟件工作穩(wěn)定,硬件能量損耗低,上位機(jī)軟件界面可以方便的完成人機(jī)交互操作,數(shù)據(jù)融合算法明顯提升了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性并降低數(shù)據(jù)的抖動,系統(tǒng)運(yùn)行良好,可以穩(wěn)定的完成監(jiān)控工作。
【關(guān)鍵詞】：北方日光溫室群 智能監(jiān)控系統(tǒng) ZigBee WiFi 數(shù)據(jù)融合算法
【學(xué)位授予單位】：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S625.3;S126
【目錄】：

• 摘要10-11
• Abstract11-12
• 第一章 緒論12-18
• 1.1 課題研究背景12
• 1.2 課題研究的目的和意義12-13
• 1.3 國內(nèi)外智能化設(shè)施園藝發(fā)展現(xiàn)狀13-16
• 1.3.1 國外智能化設(shè)施園藝發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.3.2 國內(nèi)智能化設(shè)施園藝發(fā)展現(xiàn)狀14-15
• 1.3.3 存在的問題15-16
• 1.4 課題研究內(nèi)容16-18
• 1.4.1 課題研究對象16-17
• 1.4.2 研究內(nèi)容17-18
• 第二章 ZigBee與WiFi的溫室群監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)18-23
• 2.1 WiFi技術(shù)18
• 2.2 ZigBee技術(shù)18-20
• 2.2.1 ZigBee技術(shù)介紹18-19
• 2.2.2 ZigBee技術(shù)特點(diǎn)19-20
• 2.3 ZigBee拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)20-22
• 2.3.1 ZigBee節(jié)點(diǎn)分類20
• 2.3.2 ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)20-22
• 2.4 本章小結(jié)22-23
• 第三章 溫室群監(jiān)控系統(tǒng)硬件架構(gòu)及設(shè)計23-44
• 3.1 系統(tǒng)架構(gòu)23-26
• 3.1.1 系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)23-24
• 3.1.2 系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計24-25
• 3.1.3 系統(tǒng)工作流程25-26
• 3.2 ZigBee芯片26
• 3.3 溫室監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)硬件設(shè)計26-36
• 3.3.1 網(wǎng)關(guān)架構(gòu)26-27
• 3.3.2 網(wǎng)關(guān)硬件設(shè)計27-36
• 3.4 溫室監(jiān)控系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計36-41
• 3.4.1 節(jié)點(diǎn)架構(gòu)37
• 3.4.2 節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計37-39
• 3.4.3 節(jié)點(diǎn)外圍硬件設(shè)計39-41
• 3.5 硬件設(shè)計的評估41-43
• 3.5.1 節(jié)點(diǎn)通訊距離的評估42-43
• 3.5.2 系統(tǒng)硬件成本評估43
• 3.6 本章小結(jié)43-44
• 第四章 溫室群監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計44-60
• 4.1 ZigBee協(xié)議棧44-45
• 4.2 底層監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計45-49
• 4.2.1 節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計45-46
• 4.2.2 節(jié)點(diǎn)自定義通信協(xié)議46
• 4.2.3 網(wǎng)關(guān)的軟件設(shè)計46-47
• 4.2.4 網(wǎng)關(guān)與上位機(jī)通信自定義協(xié)議47-48
• 4.2.5 ZigBee與WiFi干擾沖突的解決48-49
• 4.2.6 軟件節(jié)能優(yōu)化設(shè)計49
• 4.3 OAD功能軟件設(shè)計49-50
• 4.4 上位機(jī)系統(tǒng)設(shè)計50-59
• 4.4.1 系統(tǒng)功能模塊劃分及其協(xié)同工作原理50-52
• 4.4.2 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信原理52-54
• 4.4.3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計54-55
• 4.4.4 系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯設(shè)計55-59
• 4.4.5 用戶-系統(tǒng)交互接口設(shè)計59
• 4.5 本章小結(jié)59-60
• 第五章 精度優(yōu)化的數(shù)據(jù)融合算法研究60-67
• 5.1 算法的需求分析60
• 5.2 數(shù)據(jù)融合算法60-61
• 5.2.1 數(shù)據(jù)融合算法介紹60
• 5.2.2 數(shù)據(jù)融合算法分析60-61
• 5.3 精度優(yōu)化的數(shù)據(jù)融合算法61-66
• 5.3.1 算法模式61
• 5.3.2 節(jié)點(diǎn)部署61
• 5.3.3 精度優(yōu)化的數(shù)據(jù)融合算法61-64
• 5.3.4 算法的精度測試及分析64-66
• 5.4 溫室監(jiān)測系統(tǒng)算法研究展望66
• 5.5 本章小結(jié)66-67
• 第六章 北方日光溫室群監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行測試67-77
• 6.1 系統(tǒng)測試環(huán)境及測試對象67
• 6.2 設(shè)備通信距離測試67-68
• 6.3 丟包率測試68-70
• 6.3.1 ZigBee與WiFi沖突測試69
• 6.3.2 系統(tǒng)丟包率及WiFi通信測試69-70
• 6.4 系統(tǒng)穩(wěn)定性運(yùn)行測試70-72
• 6.5 上位機(jī)數(shù)據(jù)融合算法應(yīng)用72-74
• 6.6 上位機(jī)測試74-76
• 6.7 本章小結(jié)76-77
• 第七章 總結(jié)與展望77-79
• 7.1 本文總結(jié)77-78
• 7.2 未來展望78-79
• 參考文獻(xiàn)79-82
• 附錄82-88
• 致謝88-89
• 攻讀碩士學(xué)位期間論文發(fā)表情況89

【相似文獻(xiàn)】

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6 郭正昊;北方地區(qū)日光溫室生態(tài)動力學(xué)研究[D];吉林大學(xué);2012年

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本文編號：736901