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基于物联网的森林病虫害防治智能传感系统研究

作　者: 王艳
导　师: 徐幼林
学　校: 南京林业大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 物联网 森林病虫害 监测预报 智能传感系统 无线传感器
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


要保持林业生产的可持续发展，必须实时监测预报森林病虫害种类、分布特点及其动态变化趋势，并形成防控策略。鉴于无线传感技术和物联网技术的飞速发展，以及病虫害预测预报需求，论文开展了基于物联网的森林病虫害防治智能传感系统研究，以实现智能化防护森林的系统方案，提高森林病虫害预测预报的及时性和准确性。论文构建了星形和簇状ZigBee无线传感器网络拓扑结构，探索采用LabVIEW软件和GPRS无线通讯技术，研究设计了森林病虫害防治智能传感系统的软、硬件系统。在研究传感器节点模块和协调器模块的基础上，对节点模块进行开发设计，实现了环境温度、湿度和光照强度的采集，并对GPRS模块的原理图和PCB图进行了设计和系统组装调试；重点设计了传感器节点、协调器节点和人机监测软件程序。论文在无线传感器网络基础上实现与GSM网络的连接，并以手机短信形式实现了报警功能，为森林病虫害防治提供高效、远距离的智能化预报途径，使用户不再受到网络节点传输距离的限制。最后对整个森林病虫害防治智能传感系统进行网络测试和人机监测试验，结果表明：无线传感器网络组网成功，可以准确传送温度、湿度和光照强度参数。系统可以实现实时监测和报警功能，为森林病虫害监测预报和防控提供了全新的解决方案。

全文目录


致谢  3-4
摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章 绪论  8-14
  1.1 研究的背景与意义  8-9
  1.2 无线传感器网络概述  9-10
    1.2.1 物联网概述  9
    1.2.2 无线传感器网络概述  9-10
  1.3 国内外研究现状分析  10-13
    1.3.1 国内外病虫害预测预报方法综述  10-11
    1.3.2 国内外物联网应用研究现状  11-13
  1.4 主要研究内容  13-14
第二章 森林病虫害防治智能传感系统的总体设计与实现  14-18
  2.1 森林病虫害防治智能传感系统总体设计思想  14-15
  2.2 森林病虫害防治智能传感系统总体方案设计  15-17
    2.2.1 ZigBee 无线传感器网络的组网方案  15-16
    2.2.2 ZigBee 无线传感器网络的网络设备类型选择  16
    2.2.3 人机监测方案  16-17
  2.3 本章小结  17-18
第三章 森林病虫害防治智能传感系统的硬件设计  18-28
  3.1 ZigBee 技术的硬件选型与设计  18-23
    3.1.1 CC2430 芯片简介  18-19
    3.1.2 传感器节点模块功能分析  19-20
    3.1.3 协调器模块功能分析  20-21
    3.1.4 温湿度传感器选型与电路设计  21-22
    3.1.5 光照传感器选型与电路设计  22-23
  3.2 人机监测硬件选型与设计  23-26
    3.2.1 GPRS 无线通讯技术硬件选型  23
    3.2.2 SIM300S 电源电路设计  23-24
    3.2.3 SIM 卡接口电路设计  24-25
    3.2.4 SIM300S 开关控制电路设计  25
    3.2.5 SIM300S 网络指示灯电路设计  25-26
    3.2.6 PCB 设计与电路板的焊接  26
  3.3 森林病虫害防治智能传感系统的硬件图  26-27
  3.4 本章小结  27-28
第四章 森林病虫害防治智能传感系统的软件设计  28-48
  4.1 ZigBee 技术软件设计  28-43
    4.1.1 IAR Embedded Workbench 集成开发环境  28
    4.1.2 ZigBee 协议与协议术语介绍  28-31
    4.1.3 Z-Stack2006 协议栈及轮转查询式操作系统  31-33
    4.1.4 协调器节点软件设计  33-37
    4.1.5 传感器节点软件设计  37-42
    4.1.6 ZigBee 无线传感器网络网络拓扑结构构建  42-43
  4.2 人机监测软件设计  43-47
    4.2.1 计算机监测软件开发平台选择与设计  43-44
    4.2.2 GPRS 无线通讯技术短信报警功能监测软件设计  44-47
  4.3 本章小结  47-48
第五章 森林病虫害防治智能传感系统测试与分析  48-58
  5.1 ZigBee 无线传感器网络测试  48-49
  5.2 人机监测测试结果与分析  49-57
    5.2.1 计算机软件平台监测测试结果与分析  49-56
    5.2.2 GPRS 无线通讯技术短信报警功能监测测试结果与分析  56-57
    5.2.3 系统特点分析  57
  5.3 本章小结  57-58
第六章 总结与展望  58-60
  6.1 工作总结和主要结论  58
  6.2 工作展望  58-60
参考文献  60-62
附录  62-63
详细摘要  63-66

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信
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