面向精準(zhǔn)農(nóng)場的通用化系統(tǒng)研究與實現(xiàn).pdf

1、基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)可以實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精細(xì)化管理，節(jié)省投入獲得經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益，是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化重要的發(fā)展方向。當(dāng)今農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)存在種類繁多、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一和開發(fā)應(yīng)用成本偏高等問題，阻礙了精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。因此如何針對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)制定通用化系統(tǒng)架構(gòu)規(guī)范以及設(shè)計低成本且可靠性高的物聯(lián)網(wǎng)通用化設(shè)備顯得尤為緊要。本論文基于對系統(tǒng)設(shè)計模型、RS485總線訪問控制策略、ZigBee網(wǎng)絡(luò)群組控制策略、通用化設(shè)備平臺設(shè)計等方面的研究，設(shè)計并實現(xiàn)了一套滿

2、足系統(tǒng)管理模塊化、系統(tǒng)容量最大化以及設(shè)備分類化要求的通用化物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。
　　論文主要做了以下幾方面的工作:
　　(1)研究了農(nóng)場物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的需求，提出了系統(tǒng)管理模塊化、系統(tǒng)容量最大化以及設(shè)備分類化三方面通用化系統(tǒng)特征及通用化系統(tǒng)的解決方案。針對精準(zhǔn)農(nóng)場通用化系統(tǒng)所需要解決的最小單元劃分的問題，提出基于物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)參考模型的“端-端”物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計模型。
　　(2)提出三類應(yīng)用于不同場景的主被動型RS485總線訪問控制

3、策略，解決大系統(tǒng)容量條件下有線物聯(lián)裝置響應(yīng)速率低的問題，提高不同條件下有線物聯(lián)裝置的并發(fā)響應(yīng)速率。
　　(3)提出基于動態(tài)組播的ZigBee網(wǎng)絡(luò)群組控制策略，解決大系統(tǒng)容量條件下無線物聯(lián)裝置響應(yīng)速率低的問題，提高不同條件下無線物聯(lián)裝置的并發(fā)響應(yīng)速率。
　　(4)應(yīng)用以上方案完成精準(zhǔn)農(nóng)場通用化系統(tǒng)的構(gòu)建。部署網(wǎng)關(guān)嵌入式Web服務(wù)器，設(shè)計網(wǎng)關(guān)服務(wù)軟件模塊，開發(fā)ZigBee通用化硬件設(shè)備平臺。并對系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行硬件指標(biāo)評估及網(wǎng)關(guān)服務(wù)

4、訪問接口的黑盒測試。
　　經(jīng)系統(tǒng)測試與運(yùn)行驗證，本文提出的“端-端”系統(tǒng)設(shè)計模型優(yōu)化了精準(zhǔn)農(nóng)場物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的組織架構(gòu);基于改進(jìn)型CSMA/CA總線訪問控制策略、基于分步檢測的總線訪問控制策略以及基于頻次檢測TDMA的總線訪問控制策略在不同的應(yīng)用場景提高了有線物聯(lián)裝置的并發(fā)響應(yīng)速率;基于動態(tài)組播的ZigBee網(wǎng)絡(luò)群組控制策略提高了無線物聯(lián)裝置的并發(fā)響應(yīng)速率;本文設(shè)計的通用化軟硬件平臺減少了重復(fù)開發(fā)率，降低開發(fā)、生產(chǎn)、安裝成本。本文設(shè)計