基于拓撲可視化集控的農(nóng)業(yè)無線智能網(wǎng)關研究.pdf

1、作為一個農(nóng)業(yè)大國，如何在有限的農(nóng)業(yè)資源基礎上，借助先進的科技手段提高農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)效率、經(jīng)濟效益與環(huán)境效益對我國的農(nóng)業(yè)發(fā)展具有十分重大的意義。目前，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是我國農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究的熱點。而農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的無線傳感器網(wǎng)絡(WSN)在設施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理方面有著卓越的技術(shù)優(yōu)勢，它具有靈活方便、適應性強、部署方便、監(jiān)測范圍廣、自組網(wǎng)、功耗低等特點。利用無線傳感網(wǎng)絡可以完成溫濕度、光照、CO2、土壤溫濕度等重要數(shù)據(jù)的采集，同時借助環(huán)境調(diào)控設備對環(huán)境

2、進行調(diào)節(jié)，達到對生產(chǎn)過程進行精確控制的目的，從而提高作物生產(chǎn)效率及相應農(nóng)產(chǎn)品競爭力。
　　無線傳感網(wǎng)絡技術(shù)在設施農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)管理中得到了廣泛的應用，然而，現(xiàn)有的系統(tǒng)大都只關注了無線傳感器網(wǎng)絡傳感和控制的終端節(jié)點，即在盲拓撲（拓撲結(jié)構(gòu)不可見）或簡單拓撲（系統(tǒng)只能查看拓撲結(jié)構(gòu)，不能在拓撲結(jié)構(gòu)上進行操作）結(jié)構(gòu)下進行傳感和控制，并沒有注意到無線傳感網(wǎng)絡其本身拓撲結(jié)構(gòu)所存在的可視化操作的應用價值。在農(nóng)業(yè)應用領域中，基于無線傳感網(wǎng)絡的實時動態(tài)拓

3、撲結(jié)構(gòu)的可視化操作可以給使用者提供更直觀的系統(tǒng)工作細節(jié)，更精準的操作手段及快速準確的系統(tǒng)故障診斷，這對進一步提高設施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理的效率具有重要的意義。
　　本文主要以農(nóng)業(yè)無線傳感網(wǎng)絡中的網(wǎng)關、節(jié)點為研究對象，展開基于可視化操作的技術(shù)研究。首先，通過分析ZIGBEE拓撲結(jié)構(gòu)信息包，提取節(jié)點的組網(wǎng)信息并構(gòu)造能動態(tài)描述網(wǎng)絡拓撲的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。同時，研究精簡的存儲方式和快速的拓撲重構(gòu)算法，最終在網(wǎng)關上實現(xiàn)傳感網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的動態(tài)圖形化顯示。其次

4、，提出節(jié)點數(shù)據(jù)通信格式的詳細設計方案，網(wǎng)關可根據(jù)無線傳感網(wǎng)絡中各節(jié)點的數(shù)據(jù)包智能識別出各節(jié)點的類型并構(gòu)造出與傳感控制能自動匹配的功能列組件。最后，在阿里云平臺建立數(shù)據(jù)服務并對設計相應數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)數(shù)據(jù)映射機制。通過配置對遠程數(shù)據(jù)進行映射，方便用戶的各種使用，并在該平臺上搭建web服務器，實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)查詢和分析等功能。本文所研究的基于拓撲可視化集控的農(nóng)業(yè)無線智能網(wǎng)關具有圖形化的操作界面、多種類型的通信接口，以及數(shù)據(jù)映射機制和云端平臺訪問查詢