基于物联网的牧场用智能项圈监测系统设计.pdf

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1、硕士学位论文基于物联网的牧场用智能项圈监测系统设计DESIGNOFSMARTCOLLARMONITORINGSYSTEMFORPASTUREBASEDONINTERNETOFTHINGS杨东哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TP392学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工程硕士学位论文基于物联网的牧场用智能项圈监测系统设计硕士研究生：杨东导师：陈伟平教授申请学位：工程硕士学科：集成电路工程所在单位：航天学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TN392U.D.C:621.3DissertationfortheMast

2、erDegreeinEngineeringDESIGNOFSMARTCOLLARMONITORINGSYSTEMFORPASTUREBASEDONINTERNETOFTHINGSCandidate：YangDongSupervisor：Prof.ChenWeipingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：IntegratedCircuitEngineeringAffiliation：SchoolofAstronauticsDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution

3、：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要随着物联网技术的迅猛发展，现代农业领域中物联网的深度应用越来越多。本论文研究并设计了一套基于物联网的牧场用智能项圈监测系统，可以使用低功耗的传感器对牲畜的活动信息实时监测，并根据监测信息判断牲畜的生活状态。论文首先分析了国内外物联网技术在农业领域中的应用现状，制定了智能项圈监测系统的整体方案，包括数据采集节点的软硬件设计、监测系统上位机的软件设计和牲畜动作识别算法的设计。其中数据采集节点包含微控制器模块、MPU6050传感器模块、GPS定位模块、MicroSD卡存储模块和无线传输模块。本文设计了硬件部分的

4、电路图和PCB版图，并且使用Solidworks软件设计了智能项圈的外壳，在数据采集节点中移植了相应模块的底层驱动，编写了控制软件，使智能项圈数据采集节点可以实时采集牲畜的多种信息数据并且通过无线传输模块发送至上位机部分。本文使用C#语言在.NetFramework4.6.1平台上编写了上位机软件，可以接收数据采集节点数据，将数据实时显示出来并存储在数据库中。同时设计了基于运动传感器的牲畜动作识别算法，使用K-means均值聚类算法对模拟的传感器采集到的三轴加速度数据进行聚类分析，使用python语言在JupyterNotebook上进行了仿真，实现了对牲畜不同动作的识别。论文最后对智能项圈监

5、测系统的各个模块进行了功能测试，所设计的数据采集节点和上位机软件都能正常运行，能够完成对牲畜各种活动信息的采集、传输和显示的任务，设计的算法能够对牲畜动作进行识别，进而判断牲畜的健康状况。关键词：物联网；智能项圈；牲畜监测I哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractWiththerapiddevelopmentoftheInternetofThingstechnology,moreandmoreapplicationsoftheInternetofThingshavebeenappliedinmodernagriculture.Thispaperresearchesanddesignsas

6、etofsmartcollarmonitoringsystembasedonInternetofThings.Itcanuselow-powersensorstomonitorliveinformationoflivestockinrealtimeandjudgethelivingstatusoflivestockbasedonmonitoringinformation.ThepaperfirstlyanalyzestheapplicationstatusofInternetofThingstechnologyinthefieldofagricultureathomeandabroad,and

7、formulatestheoverallschemeofthesmartcollarmonitoringsystem,includinghardwareandsoftwaredesignofdataacquisitionnodes,softwaredesignofmonitoringsystemuppercomputerandanimalmovementidentificationalgorith