面向智慧农业种植过程的数据采集平台的研究

摘要

智慧农业以物联网技术为支撑，集信息、传感、无线通信等技术为一体，依托部署在农业生产现场的各种感知节点和无线传感网络，完成农业信息的全面感知、可靠传输和智能处理，可以促进农业持续稳定发展。远程数据采集系统是实现智慧农业的一种手段，为实现智慧农业的高效管理，本文针对智慧农业目前在数据采集方式、网络通信安全性方面的不足，研究了智慧农业数据采集和监控系统平台的建构。
　　论文主要做了以下几方面的工作：
　　(1)设计了一套网络数据通信协议格式，依据Modbus协议格式旨在解决采用有线网络结合无线网络的方式实现目标监测区域环境参数采集和设备控制。并对嵌入式服务器在农业数据采集中的功能分析，采用多线程与列队的方式，满足多客户端并发和快速响应的需求。采用 CRC校验算法解析网络通信指令，保证信息在网络传输时的安全性与可靠性。
　　(2)研究了心跳检测机制、多种心跳检测模式及评价标准，旨在解决农业物联网因地域范围广、环境因素相对变化大，系统易出现网络通信故障问题。并在分析心跳模式的基础上，提出了一种在客户端与服务器之间采用PUSH结合加速心跳协议的检测方法，用以判断网络的连接状况，减少系统的误判率，提高系统网络通信服务质量与稳定性。
　　(3)构建一个桐乡黄金浜远程控制系统，实现验证本文提出的通信协议、通信故障诊断方法的必要性，提高系统整体性能。
　　研究结果表明，基于CRC校验算法保证了通信双方信息传输的安全性，本文采用的PUSH结合加速心跳协议的检测方法，保证了网络设备和应用程序的正常运行和服务不中断。基于有线与无线的数据采集设备控制方案，实现智能化、高效率的信息管理。

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第一章 绪论

1.1课题的研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3研究的主要内容

1.4 论文章节安排

第二章 数据通信协议格式的研究

2.1 问题的提出

2.2 数据通信协议的研究

2.3 嵌入式智能网关的研究

2.4 数据通信可靠性的研究

2.5 服务器数据包解析测试结果

2.6 本章小结

第三章 基于push结合心跳加速协议检测机制的研究

3.1 问题的提出

3.2 心跳检测模式

3.3 心跳检测方案的改进

3.4 基于改进的心跳检测方案的测试结果

3.5 本章小结

第四章 桐乡黄金浜远程控制系统的设计与实现

4.1总体功能需求分析

4.2 数据采集系统的总体方案设计

4.3 系统实现与验证

4.4本章小结

第五章 总结与展望

5.1工作总结

5.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间取得的学术成果

致谢