无线传感器网络温室监测系统的设计及数据融合算法的研究

摘要

随着传感器技术、通信技术及计算机技术的发展，无线传感器网络和多传感器数据融合已经成为科学研究领域的热点，并在农业等诸多领域得到广泛应用。在温室农业生产过程中，多种环境因素共同影响农作物的生长。根据温室生产的需要，本文设计了无线传感器网络温室监测系统，并针对采集数据的特点做了数据融合算法的研究。论文研究的主要内容如下:
　　1)本文提出了无线传感器阿络温室监测系统的设计方案，并在此基础上搭建了系统的总体架构。从节点设计的需求出发，通过对常用的几种短距离无线通讯技术进行分析比较，采用ZIGBEE技术完成传感器节点数据传输网络的设计。根据温室现场的需要，使用3G网络完成数据从汇聚节点到服务器的传输及监测视频传输。
　　2)为了实现农业资源信息共享以及温室的远程监测，设计开发了基于B/S结构的温室远程综合服务网。采用了Struts体系结构和SQL Server数据库。使用JSTL完成历史数据的分页显示，采用FLOT实现了数据曲线图的展示。实时视频监控运用内嵌ActiveX控件的方式，同时设计了摄像头云台控制模块。
　　3)阐明了进行数据融合处理的必要性。提出将改进的卡尔曼滤波算法用于温室监测。从网页上调用该算法函数对提取出的数据进行融合处理，将处理的结果存入数据库并送到页面显示。
　　4)对系统的实际运行情况进行了测试及展示。通过浏览器远程访问，实现了在线查询环境参数并以图表形式展示，完成实时视频监控，并能远程对摄像头进行调节。

目录

声明

摘要

缩略语表

1 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．1．1 课题研究背景

1．1．2 现实意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 无线温室监测系统研究现状

1．2．2 数据融合的研究现状

1．3 国内温室监测系统存在问越

1．4 本文主要内容

2 无线传感器网络温室监测系统设计的相关技术

2．1 无线传感器网络

2．1．1 无线传感器网络概述

2．1．2 无线传感器网络体系结构

2．2 无线通讯技术

2．2．1 短距离无线通讯技术

2．2．2 3G技术

2．3 数据融合技术

2．3．1 数据融合的概念

2．3．2 数据融合技术的分类

2．3．3 常用的多传感器数据融合算法

2．4 SQL Server数据库

2．5 Web平台实现应用的相关技术

2．5．1 Ajax技术

2．5．2 FLOT

2．5．3 JSTL

2．5．4 云台控制技术

3 无线传感器网络温室监测系统的总体设计与实现

3．1 无线传感器网络温室监测系统总体设计

3．1．1 系统设计目标

3．1．2 系统总体设计

3．1．3 系统总体架构

3．2 网络的搭建

3．2．1 无线传感器网络的组建

3．2．2 3G网络的连接

3．3 数据库的设计

3．4 监测平台设计

3．4．1 实时监测模块的设计

3．4．2 历史查询模块的设计

3．4．3 视频监控模块的设计

4 温室监测系统中的数据融合处理

4．1 卡尔曼滤波算法

4．2 算法的改进

4．3 算法参数分析

4．4 实验及结果分析

5 系统运行测试

5．1 无线传感器网络运行效果测试

5．2 远程监测功能测试

6 总结与展望

6．1 论文总结

6．2 前景与展望

致谢

参考文献

作者简介