基于信息融合与Agent的温室环境无线测控系统.doc

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1、窗体顶端窗体底端基于信息融合与Agent的温室环境无线测控系统——农业信息化进展课程论文学号、姓名：20141007郭崇年级、专业：2014级农业电气化与自动化培养层次：博士课程名称：农业信息化进展授课学时学分：24学时1.5学分考试成绩：授课或主讲教师签字：1引言智能化温室是设施农业发展的方向，信息的获取和处理是发展智能化温室的，人工方式由于工作强度大、效率低等缺点，己不能满足现代化温室的发展要求。无线传感器技术具有低速率、低耗电、低成本、支援大量网络节点、支援多种网络拓扑、低复杂度、快速、可靠和安全等特点，为现代化温室环境监测开辟了新

2、途径。因此研究温室无线传感器网络环境监测系统符合现代化温室的发展要求。近年来在温室环境无线测控技术方面开展了相关研究工作，为实现温室群控要求，本研究将短距离传输与长距离传输相结合，利用3G节点作为基站和汇聚节点，通过Zigbee节点进行温室环境信息获取和控制，开发了基于无线网络的温室环境监控系统，并对无线传感器络进行多传感器数据融合，提高测控系统的数据测量精度和使用性能。针对Zigbee自组织网络中感知节点动态变化，建立了基于移动Agent温室无线网络资源管理系统。2温室环境无线测控系统开发2.1系统结构针对温室环境测控系统运行环境复杂、

3、控制因子多、要求连续稳定运行、且成本低廉的特点，开发了基于无线网络的温室环境测控系统的结构，如图2.1所示。系统主要包括环境信息传感器和控制节点、汇聚节点、智能网关和数据服务器组成。环境信息感知节点通过环境传感器获取温室内环境信息，控制节点通过继电器实现温室环境调控设备的控制。图2.1系统结构2.2系统功能(1)温室环境信息感知的传感器节点基于Zigbee的温室环境信息感知传感器节点实现温室环境信息的获取，获取参数包括：温室内空气温度、湿度、光照强度、C02浓度、土壤湿度、土壤温度等信息；温室外空气温度、空气湿度、光照强度、C02浓度、风

4、速风向、雨量等信息。(2)信息采集与传输的汇聚节点利用Zigbee自组网技术和3G网络技术实现汇聚节点的信息采集与传输，通过设定Zigbee网络的无线频点、网络ID和节点的地址，实现在不同温室中的网络自组网和识别；采用3G网络实现温室现场信息与服务器间的数据传输。(3)现场控制节点基于Zigbee/3G网络，对现场控制节点发送控制信号，利用继电器对温室各执行机构进行控制，实现温室环境的远程实时调控。2.3系统开发与配置2.3.1信息感知传感器节点开发的传感节点如图2.2(a)所示，由无线采集设备、传感器和供电模块组成，其中温湿度节点配置防

5、辐射罩。温室环境信息感知传感节点采用上海顺舟电子科技有限公司开发的SZ0系列Zigbee无线采集设备，该设备可实现中心节点、路由节点、终端节点任意设置，可以实现模拟信号、数字信号和开关量信号的采集，并可以实6个信道、65536个网络ID的设置，所采集的环境参数包括温度、湿度、光照强度和C02浓度等信息，所采用的传感器技术参数如表2.1。（a）传感节点（b）智能网关图2.2环境信息采集系统实物图表2.1传感器技术参数2.3.2汇聚节点汇聚节点采用镇江大科茂信息系统有限责任公司的智能网关，如图2.2(b)。智能网关系统采用ARM1176JZF

6、-S核作为智能网关的微处理器，并集成了Zigbee、3G等模块，软件上集成了BOA服务器、SQLite3数据库。ARM控制器通过串口与Zigbee协调器节点连接，来获取Zigbee无线传感器网采集的环境参数。2.3.3温室环境控制节点图2.3为温室环境控制节点系统，智能网关系统通过3G网络接收服务器发送的控制信号，汇聚节点通过Zigbee协调节点将控制信号传输至控制节点，通过485总线传输至信号转换模块，信号转换模型将控制信号进行转换为16路继电器控制信号进行执行机构的控制。图2.3温室环境控制节点2.3.4智能网关工作过程温室环境智能网

7、关工作过程如图2.4所示。首先服务器端启动3G网络服务程序，服务功能成功后，智能网关终端进行网络连接，并开始监听来自用户和信息采集节点的中断信号，当中断为信息釆集中断的串口数据上报时，则更新当前环境信息，并将实时环境信息上报至服务器。当数据来自服务器的查询和控制指令时，系统根据相关指令进行应答，当服务器指令为数据查询指令时，根据查询需求反馈相应的数据；当指令为环境调控时，系统对服务器所发送控制指令进行解析，并将控制指令发送通过485端口发送至继电器转换模块，实现温室环境的调控。图2.4智能网关工作过程3温室环境无线测控网络旳多信息融合3.

8、1温室环境无线测控网络的两层融合常规的多传感器数据融合考虑的主要是对同一时刻属于不同空间的传感器的数据进行空间融合或对同一传感器的不同时刻的数据进行时间融合。但是在温室环境测控多传感器系统中，