基于物联网的4S野外监测终端硬件设计

摘要

本文在原4S野外测绘系统的基础上提出并设计了基于物联网功能扩建的4S一体化野外监测系统;在原4S野外测绘手持机基础上提出了IOT-4S野外监测终端硬件设计;并提出了一种利用概率权结合关系矩阵法解决多传感器数据融合方法。 随着时代的进步，物联网(Internet Of Things IOT)作为现代英特网的应用延伸应运而生，而嵌入式系统得益于其技术成熟，成本低廉，人机交互友善等等优点使其特别适合作为物联网终端的载体进行新型网络的构建。 新的IOT-4S野外监测系统充分综合了原4S一体化野外测绘系统与物联网终端应用的优点，考虑了目前IT技术发展的趋势及应用需求，在原野外测绘终端硬件平台架构上设计了升级方案，并扩展了基于802.15.4通信协议的的无线数据收发功能，以及身份识别功能。 IOT-4S野外监测终端不但拥有精确的GPS数据采集功能，还能同时基于WSN（无线传感器网络）实时的对更丰富的环境信息（包括风速，温度，湿度，日照时间，空气成分等）进行实时的数据采集。通过集成的RFID技术对监测节点进行更快的身份识别以及历史数据访问。本机的设计使得IOT-4S野外监测终端具有了更广泛的应用。 WSN作为物联网的神经末梢负责了整个系统的数据采集工作，数据量往往巨大，如何能从繁多的环境数据中得到最有效，最可靠的信息成为目前研究无线传感器网络的重点所在。而从传感器的制造工艺以及所处的环境以及其对采集数据处理应用产生的误差入手，同时对上述因素进行针对性的处理，将会大大提高数据融合的效率与精度。在综合利用了关系矩阵法和概率求权法两者优点，并通过大量的数据仿真试验后，一种新的数据融合的混合模型在应用中被提出。

目录

声明

摘要

第一章绪论

1．1论文的研究目的

1．2论文的研究意义

1．3国内外的研究现状

1．4本文技术背景简介

第二章4S一体化系统设计改进

2．1 4S一体化系统原理概述

2．2 4S一体化野外测绘终端分析

2．3 4S一体化系统的功能扩展

2．3．1 4S系统的WSN功能扩展

2．3．2 4S系统的RFID功能扩展

第三章IOT-4S系统方案概述

3．1 IOT-4S系统功能设计

3．2 IOT-4S系统方案设计

3．3 IOT-4S系统应用简介

第四章IOT-4S野外监测终端硬件设计

4．1 IOT-4S野外监测终端硬件平台设计方案

4．1．1 IOT-4S野外监测终端处理器选择

4．1．2 IOT-4S野外测绘终端硬件系统方案设计

4．2 IOT-4S野外监测终端电源系统设计

4．3部分模块电路的参考设计

4．3．1系统存储参考电路设计

4．3．2人机交互接口的参考电路设计

4．3．3 3G无线通信模块参考电路设计

4．3．4 GPS模块参考设计

4．3．5 CAMERA接口设计

4．3．6 AUDIO接口设计

4．4基于lOT功能扩展的电路设计

4．4．1基于zigbee的射频通信参考电路设计

4．4．2 RFID系统的参考电路设计

第五章基于簇群的数据融合模型与评价

5．1簇群数据融合模型

5．2簇群数据融合算法

5．3基于簇群数据融合的实验

5．4实验结果及评价

第六章总结与展望

参考文献

攻读研究生期间发表的论文和科研成果

致谢