異構(gòu)農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)路由協(xié)議研究.pdf

1、農(nóng)業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，但由于我國(guó)農(nóng)業(yè)信息化、自動(dòng)化水平不高、生產(chǎn)方式相對(duì)落后，所以農(nóng)業(yè)并沒(méi)有形成規(guī)模效應(yīng)，從而難以開(kāi)展有效的農(nóng)業(yè)合作化生產(chǎn)，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總體規(guī)模小、經(jīng)濟(jì)效益差等一些問(wèn)題。目前，農(nóng)業(yè)信息化為實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，提高農(nóng)業(yè)管理水平提供了堅(jiān)實(shí)的信息基礎(chǔ)，已經(jīng)成為提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的重要手段。
　　物聯(lián)網(wǎng)因其一定的泛在性、移動(dòng)性和靈活性,更適合使用于較大地理范圍,通過(guò)有線或無(wú)線的方式，從多種類型的農(nóng)業(yè)作物生長(zhǎng)場(chǎng)所、農(nóng)業(yè)機(jī)具、移動(dòng)終端

2、及傳感器收集數(shù)據(jù)，并對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有無(wú)需布線、布置靈活、使用免費(fèi)頻段、節(jié)點(diǎn)成本不斷下降及低能耗等特點(diǎn)，是物聯(lián)網(wǎng)在感知層的重要組網(wǎng)方式與信息獲取手段，正越來(lái)越多地被應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智能組網(wǎng)中。
　　農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)一方面常呈多“分塊”分布形態(tài)，無(wú)線自組網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在分塊內(nèi)群集密集部署；另一方面分塊間常存在較大的空間距離，并常會(huì)有道路、沿路照明、動(dòng)力線路或有線通信等基礎(chǔ)設(shè)施相聯(lián)。然而隨著調(diào)制解調(diào)的技術(shù)、信息傳輸?shù)募夹g(shù)和信

3、號(hào)處理等技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，電力線通信正越來(lái)越多的受到應(yīng)有。電力線無(wú)需重新布線，成本低廉，在農(nóng)業(yè)現(xiàn)場(chǎng)廣泛存在，因此正在越來(lái)越多的用于農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)中。
　　傳統(tǒng)的異構(gòu)農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)通常是指網(wǎng)絡(luò)中部署不同類型的節(jié)點(diǎn)，使得節(jié)點(diǎn)之間可能存在不同的初始能量、不同的感知能力、不同的數(shù)據(jù)傳輸能力等。本文在傳統(tǒng)異構(gòu)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，提出了一種有源電力線主干網(wǎng)與無(wú)線ZigBee子網(wǎng)混合、主干網(wǎng)靜態(tài)網(wǎng)關(guān)和無(wú)線子網(wǎng)移動(dòng)sink點(diǎn)結(jié)合的異構(gòu)農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)。這種

4、異構(gòu)農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)主要由控制中心、有源電力線主干網(wǎng)和多個(gè)無(wú)線子網(wǎng)三部分組成：1）控制中心部署在離監(jiān)測(cè)區(qū)域較遠(yuǎn)的區(qū)域，比如實(shí)驗(yàn)室，控制中心根據(jù)接收網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，對(duì)各無(wú)線子網(wǎng)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，最后將信息通過(guò)Internet傳送給遠(yuǎn)程用戶；2)有源電力線主干網(wǎng)由農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)無(wú)處不在的電力線以及部署在電力線附近的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)組成。3）無(wú)線子網(wǎng)部署在各個(gè)農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)區(qū)
　　域中，通常由大量低功耗無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)組成，節(jié)點(diǎn)定時(shí)采集監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，經(jīng)多

5、跳將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給內(nèi)部網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，內(nèi)部sink節(jié)點(diǎn)在無(wú)線子網(wǎng)沿著附近的電力線移動(dòng)，將采集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給外部網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)。
　　對(duì)于子網(wǎng)間的互通互聯(lián)，提出基于虛擬信道傳輸?shù)哪Ｊ?，采用多機(jī)通訊的原理，在中心節(jié)點(diǎn)與各網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)之間形成某種無(wú)線信道模式，無(wú)需考慮之間是什么物理介質(zhì)即可完成子網(wǎng)間的信息管理。
　　對(duì)于無(wú)線子網(wǎng)內(nèi)部，設(shè)計(jì)出適合農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)的節(jié)點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，分析異構(gòu)農(nóng)業(yè)網(wǎng)路由特點(diǎn)，對(duì)基于移動(dòng)sink節(jié)點(diǎn)的路由算法進(jìn)行研究，首先是單移動(dòng)sin