畢業(yè)論文——基于物聯(lián)網(wǎng)的智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)設(shè)計及實現(xiàn)

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1、山東商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：基于物聯(lián)網(wǎng)的智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)設(shè)計及實現(xiàn)山東商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計1山東商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計目錄目錄1前言2ABSTRACT4第一章緒論51.1背景51.2物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用61.3物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)圖8第四章傳感層154.1傳感層設(shè)計154.2傳感節(jié)點設(shè)計154.3網(wǎng)關(guān)節(jié)點設(shè)計16第五章傳輸層185.1傳輸層系統(tǒng)設(shè)計185.2目標(biāo)設(shè)計18第六章應(yīng)用層206.1系統(tǒng)設(shè)計206.2傳感節(jié)點的主程序設(shè)計206.3網(wǎng)關(guān)節(jié)點的主程序設(shè)計20第七章智能協(xié)同控制器與農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層的接口22第八章物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用258.1區(qū)域試驗工程258.2目標(biāo)和重

2、點任務(wù)278.3試驗布局308.4條件保障33第九章案例及解決方案359.1案例359.2解決方案37第十章總結(jié)與展望39致謝40參考文獻(xiàn)413山東商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計3山東商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計前言物聯(lián)網(wǎng)被認(rèn)為是繼計算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)與移動通信網(wǎng)之后的世界信息產(chǎn)業(yè)第三次浪潮。物聯(lián)網(wǎng)以感知為前提，實現(xiàn)人與人、人與物、物與物全面互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)。在物體上植入各種微型芯片，用這些傳感器獲取物理世界的各種信息，再通過局部的無線網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)等各種通信網(wǎng)路交互傳遞，從而實現(xiàn)對世界的感知。物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用將會使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式產(chǎn)生重大變革，會急速促進(jìn)我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)問題上面臨的種

3、種問題。本文簡要的復(fù)述了這個智能農(nóng)業(yè)理念，給出了有關(guān)物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)定義和基本功能。結(jié)合智能農(nóng)業(yè)大系統(tǒng)架構(gòu)，論述了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的框架以及與智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的接口問題。其重要結(jié)論如下：（1）智能農(nóng)業(yè)應(yīng)當(dāng)是包含農(nóng)業(yè)大系統(tǒng)智能控制在內(nèi)的體系。基于農(nóng)業(yè)復(fù)雜大系統(tǒng)智能控制的智能農(nóng)業(yè)是一個遞階型網(wǎng)絡(luò)控制大系統(tǒng)，并且是可以形成閉環(huán)的。其“智能”特性表現(xiàn)在：大系統(tǒng)的自愈性、自主的智能協(xié)同性和調(diào)控性；（2）農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)僅僅是一個網(wǎng)絡(luò)，它不具備擔(dān)當(dāng)對農(nóng)業(yè)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控的能力；（3）智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的有序、有效的運轉(zhuǎn)離不開農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持，但是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)必須具備信息的雙向流動能力；（4）要達(dá)到農(nóng)業(yè)物聯(lián)

4、網(wǎng)的有效應(yīng)用必須要拓展其功能，必須構(gòu)建一個物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)控制器。同時在應(yīng)用層與智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的智能協(xié)同控制器之間應(yīng)具備友好的接口與界面；3山東商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計摘要3ABSTRACT物聯(lián)網(wǎng)作為信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮,在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用將會解決一系列科學(xué)技術(shù)問題,例如分布在廣域空間的信息獲取,高效可靠的信息傳輸以及面向不同應(yīng)用的智能決策等,將是實現(xiàn)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變的助推器和加速器。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中,溫度、濕度、光照強(qiáng)度、C02濃度、水分以及其他養(yǎng)分等多種自然因素共同影響農(nóng)作物的生長,傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的管理方式遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到精細(xì)化管理的標(biāo)準(zhǔn),只能算是粗放式管理,在這種管理方式下,通過人

5、的感知能力管理上述環(huán)境參數(shù),無法達(dá)到準(zhǔn)確性要求,要實現(xiàn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的智能化管理,建立一個實用、可靠、可長期監(jiān)測的農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)是非常必要的。因此,本文設(shè)計了基于物聯(lián)網(wǎng)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng),該系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確實時的獲取農(nóng)作物生長的環(huán)境信息并對這些信息進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測。論文首先詳細(xì)闡述物聯(lián)網(wǎng)和農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵和體系結(jié)構(gòu)、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)和未來發(fā)展。介紹了數(shù)據(jù)融合的相關(guān)概念,并提出了KDF算法用于系統(tǒng)對感知數(shù)據(jù)的處理。KDF算法是基于卡爾曼濾波的數(shù)據(jù)融合算法,能夠達(dá)到減少冗余信息、降低能量消耗以及消除干擾使獲得的感知數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確的目的。其次,論文給出了系統(tǒng)的總體設(shè)計,并根據(jù)設(shè)計要求,

6、以MSP430F5438微處理器、射頻模塊CC2520、射頻放大前端CC2591以及SHT10溫濕度傳感器等環(huán)境感知傳感器為核心,構(gòu)建了傳感器硬件節(jié)點。傳感器節(jié)點的軟件以Z-Stack協(xié)議棧為基礎(chǔ),成功的實現(xiàn)了無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的組建和數(shù)據(jù)的可靠傳輸。最后,論文介紹了上位機(jī)監(jiān)測軟件,上位機(jī)監(jiān)測軟件基于B/S架構(gòu),使用JSP語言在MyEclipse環(huán)境下開發(fā),具有良好的人機(jī)交互前臺界面；后臺采用MySQL數(shù)據(jù)庫,完成環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)和其他有用信息的存儲；將整個系統(tǒng)通過Tomcat服務(wù)器在線發(fā)布,系統(tǒng)便可以接入到Internet中,形成“底層(傳感器)—Internet網(wǎng)絡(luò)—遠(yuǎn)程

7、監(jiān)控”的結(jié)構(gòu),使連入互聯(lián)網(wǎng)的計算機(jī)均可以訪問。對系統(tǒng)從功能實現(xiàn)角度來開展的實驗結(jié)果顯示,該系統(tǒng)可以正常穩(wěn)定的工作,無線傳感器節(jié)點可以正常構(gòu)建無線Mesh網(wǎng)絡(luò),可以進(jìn)行數(shù)據(jù)可靠傳輸,系統(tǒng)通過Tomcat服務(wù)器在線發(fā)布,用戶可以在任何—臺與Internet相連的PC機(jī)上登錄本系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢和系統(tǒng)管理,實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測的功能,并且本系統(tǒng)采用的節(jié)能機(jī)制達(dá)到了很好的節(jié)能效果,且采集數(shù)據(jù)的精度符合要求。關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)；無線傳感器網(wǎng)絡(luò)；數(shù)據(jù)融合；B/S架構(gòu)3ABSTRACTABSTRACT1IVABSTRACTTheInternetofthingsa