基于無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的糧情測控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、糧食存儲(chǔ)是糧食安全的重要環(huán)節(jié)，每年由于不當(dāng)?shù)谋O(jiān)管導(dǎo)致糧食在存儲(chǔ)環(huán)節(jié)損耗不容小覷，因此做好科學(xué)儲(chǔ)糧顯得尤為重要。隨著通信、電子技術(shù)在糧倉現(xiàn)場中的應(yīng)用，數(shù)字化糧情測控系統(tǒng)大大提升了糧食存儲(chǔ)的管理質(zhì)量和效率。但目前主流的糧情測控系統(tǒng)仍然存在著功能簡單、系統(tǒng)的兼容性差、數(shù)據(jù)傳輸速率低以及抗干擾能力差等問題，而這些問題的關(guān)鍵在于無線網(wǎng)絡(luò)傳輸。針對這些問題，結(jié)合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無線Mesh網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感器技術(shù)、智能控制技術(shù)、嵌入式應(yīng)用開發(fā)技術(shù)等

2、，設(shè)計(jì)了一種基于無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的糧情測控系統(tǒng)，分為數(shù)據(jù)采集控制子系統(tǒng)、Mesh網(wǎng)絡(luò)傳輸子系統(tǒng)和主機(jī)子系統(tǒng)。該系統(tǒng)針對無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)年P(guān)鍵問題，結(jié)合糧倉現(xiàn)場的建筑特點(diǎn)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求，采用了兩級無線網(wǎng)絡(luò)傳輸結(jié)構(gòu)。其中，一級無線網(wǎng)絡(luò)傳輸結(jié)構(gòu)為基于470MHz的Si4432模塊組建的單跳無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，用于各倉中傳感器節(jié)點(diǎn)向其所屬分機(jī)匯聚數(shù)據(jù);二級無線網(wǎng)絡(luò)傳輸結(jié)構(gòu)為主干網(wǎng)傳輸結(jié)構(gòu)，采用無線Mesh網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)各分機(jī)糧情數(shù)據(jù)和視頻業(yè)務(wù)

3、數(shù)據(jù)向主機(jī)子系統(tǒng)的高速率、穩(wěn)定傳輸。論文的主要工作概括如下:
　　1、在數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)中，針對傳感器節(jié)點(diǎn)功耗高的問題，采用Si4432射頻模塊的睡眠機(jī)制，并對Rx-On時(shí)間參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)分機(jī)對所轄傳感器節(jié)點(diǎn)能夠穩(wěn)定、快速的喚醒。針對多倉傳感器由于同頻干擾的問題無法實(shí)現(xiàn)同時(shí)向所屬分機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳的問題，在研究和測試Si4432射頻模塊最小正交子信道帶寬的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了無線信道劃分機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了多倉傳感器同時(shí)向所屬分機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳，

4、提升了現(xiàn)場整體的測控效率。針對分機(jī)軟件設(shè)計(jì)，采用了基于嵌入式Linux平臺(tái)的多線程機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了對Si4432通信線程、網(wǎng)絡(luò)通信線程、無線Mesh網(wǎng)絡(luò)線程以及設(shè)備信息同步線程的高效管理。針對視頻監(jiān)控設(shè)備的設(shè)計(jì)，采用了EPOLL機(jī)制，實(shí)現(xiàn)對實(shí)時(shí)采集子模塊、動(dòng)態(tài)物體監(jiān)控報(bào)警子模塊以及通信子模塊的高效管理。
　　2、在Mesh網(wǎng)絡(luò)傳輸子系統(tǒng)中，針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)匯聚速率低的問題，結(jié)合Mesh網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)和糧庫的特殊網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，設(shè)計(jì)了一種