面向智慧森林的环境感知技术研究与设计

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1、中文图书分类号：TP391密级：公开UDC：004学校代码：10005工程硕士学位论文M.E.DISSERTATION论文题目：面向智慧森林的环境感知技术研究与设计论文作者：刘云莉领域：软件工程指导教师：黄樟钦教授论文提交日期：2016年6月UDC：004学校代码：10005中文图书分类号：TP391学号：S201325031密级：公开北京工业大学硕士专业学位论文（全日制）题目：面向智慧森林的环境感知技术研究与设计英文题目：RESEARCHANDDESIGNOFSMARTFORESTENVIRONMENT-AWARETECHNOLOGY论文作者

2、：刘云莉领域：软件工程研究方向：嵌入式软件与系统申请学位：工程硕士专业学位指导教师：黄樟钦教授所在单位：软件学院答辩日期：2016年6月授予学位单位：北京工业大学独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：刘云莉日期：2016年6月8日关于论文使用授权的说明本人完全

3、了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：刘云莉日期：2016年6月8日导师签名：黄樟钦日期：2016年6月8日摘要摘要随着物联网技术的迅猛发展，将物联网技术革新传统技术方法的实例越来越多。森林环境在调控地球生态平衡方面起着重要作用。但是目前人们对森林的监测大都体现在森林面积和植被覆盖率方面，加之传统的森林监测设备存在监测因子少、监测代价高、应用范围有限等问题，所以，人们

4、对森林环境的监测感知还处在很不成熟的阶段。设计一种能实时监控多种森林环境因子的感知系统对保护森林环境有十分重要的意义。针对森林监测环境代价高、感知环境因子单一、感知数据不能实时传输等问题，本文基于物联网技术设计了一种通过LTE无线通信技术把森林环境位置、温度和粉尘浓度的感知信息实时传输到远程监控端的系统。本文根据森林环境感知系统的设计需求，选用Xilinx公司的Zynq芯片作为环境感知系统的核心处理器。根据Zynq处理器接口特性，结合温度、粉尘浓度等感知传感器的性能特点，设计了一种包含多个感知节点的感知平台，并对每一个感知节点IP核、驱动与数据

5、采集进行了设计实现，对采集到的数据进行提取、融合与处理后存储到寄存器内。结合LTE通信模块接口特性，对通信模块接入Zynq硬件平台的方法进行了设计，并依据通信传输指令，实现了无线传输功能的系统软件。针对远程数据传输的特点，设计出了一种以JSON传输格式为基础的数据信息传输协议。根据感知平台和通信模块的特点，把两个功能模块集成到Zynq处理平台上，实现了感知系统的集成，并在基于Zynq平台的嵌入式Linux操作系统中成功应用。对森林感知系统进行了感知功能测试、LTE连通性和数据传输测试，达到了使用物联网技术远程实时监测森林多种环境因子的目的。关键

6、词：智慧森林；环境感知；传感器监测；无线传输；ZynqI北京工业大学工程硕士专业学位论文AbstractWiththerapiddevelopmentofnetworkingtechnology,instanceofThingstechnologyinnovationoftraditionaltechnologymoreandmore.ForestenvironmentplaysanimportantroleincontrollingtheEarth’ecologicalbalance.Atpresent,forestmonitoring

7、worksmainlyonitsareaandvegetationcoverage,butstaysimmaturityinenvironmentalmonitoring.It'sofimportantsignificanceindesigningasensingsystemthatcouldrealtimemonitormultiforestenvironmentalfactors,becausethereareproblemsoflessmonitoringfactors,highdetectionconsiderationandlimit

8、edapplicationsintraditionalforestmonitoringequipment.Forestmonitoringforhig