基于物联网的智能农田远程监控系统的设计-信号与信息处理专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 Classified Index：TP399 Dissertation for the Master Degree in Engineering Design of Remote Monitoring System for Intelligent Farmland Based on Internet of Things Candidate： Jiang Yuan Supervisor： Zhang Xuhui Academic Degree Applied for： Master of Engineering Specialty： Signal and Information Processing Date of Oral Examination： March, 2016 University： Harbin University of Science and Technology 哈尔滨理工大学硕士学位论文原创性声明 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《基于物联网的智能农田远程监 控系统的设计》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间独 立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人 已发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均已在文 中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。 作者签名： 日期： 年 月 日 哈尔滨理工大学硕士学位论文使用授权书 《基于物联网的智能农田远程监控系统的设计》系本人在哈尔滨理工大学攻读 硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理 工大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔 滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门提交论 文和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可以采用影 印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。 本学位论文属于 必威体育官网网址□，在 年解密后适用授权书。 不必威体育官网网址□√。 （请在以上相应方框内打√） 作者签名： 日期： 年 月 日 导师签名： 日期： 年 月 日 哈尔滨理工大学工学硕士学位论文 哈尔滨理工大学工学硕士学位论文 基于物联网的智能农田远程监控系统的设计 摘 要 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，首先进行嵌入式环境的搭建，然后 对 BootLoader、内核以及根文件系统的配置和移植，最后移植了 Boa 服务器、 SQLite 数据库、Mjpg-streamer 等软件。编写了 HTML 静态监控网页，并采用 B/S 模式和动态 CGI 接口实现 Boa 服务器和静态网页之间的数据交互。同时，系统采 用 USB 摄像头，通过 PC 端浏览器对温室大棚进行实时动态监测，实现远程在线 查看作物的生长状况及病虫害等情况。整个监控系统搭建完成后，通过一键联动 的功能，系统可以在不经过人工干预的情况下实现对温室环境的自动调节。登录 PC 机端浏览器上的监控网页，点击网页上相应的按钮实现对温室大棚内相应设备 的打开或关闭。当温室中的环境参数出现异常时，系统可以通过 GPRS 模块发送 短信提示用户。最后进行整体测试，系统基本能够实现预期的设计目标。 关键词 物联网；温室大棚；嵌入式；LEACH 路由算法 I - Design of Remote Monitoring System for Intelligent Farmland Based on Internet of Things