古树信息采集设备的研究与实现

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1、硕士学位论文Ｉ肇Ｉ古树信息采集设备的研究与实现）作者姓名邹贻鹏＾学校导师姓名、职称王琨副教授｜企业导师姓名、职称齐源高工申请学位类别工程硕士１古树信息采集设备的研究与实现作者姓名邹贻鹏学校导师姓名、职称王琨副教授企业导师姓名、职称齐源高工申请学位类别工程硕士学校代码10701学号1503121718分类号TP39密级公开西安电子科技大学硕士学位论文古树信息采集设备的研究与实现作者姓名：邹贻鹏领域：计算机技术学位类别：工程硕士学校导师姓名、职称：王琨副教授企业导师姓名、职称：齐源高工学院：计算机学院提交日期：2018年6月Researchandimplementa

2、tionofancienttreeinformationacquisitionequipmentAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinComputerTechnologyByZouYipengSupervisor:WangKunTitle:AssociateProfessorSupervisor:QiYuanTitle:SeniorEngineerJune2018摘要摘要古树名木是历史的见证，具有很高的生态、历史和观赏价值。在对这些古树进行保护的过

3、程中，传统通过人工监测的方式不能及时有效的对各项树木生长数据进行收集，也难以对数据进行大规模的汇总分析。因此有必要开发一种能持续测量树木生长数据并能自动完成数据上传且部署灵活、成本低廉的古树信息采集设备。古树信息采集设备与网关设备和后台服务器一起组成的古树信息采集系统能通过信息化的手段对树木的生长数据快速、高效的进行收集、处理和分析。本文研究实现了古树信息采集设备以及古树信息采集系统中网关设备的无线Mesh网络路由协议。信息采集设备的主要功能是使用相关传感器模块来采集古树生长周边的土壤和空气温、湿度，树木倾斜角等数据，并将采集的数据进行处理、打包、加密最后上传给服务器。在古树信息采集系统中对若

4、干个网关设备进行组网形成一个无线Mesh网络来完成数据的接力转发。信息采集设备采用LoRa无线通信技术对数据进行传输，数据首先被发送到古树信息采集系统中的无线Mesh网络部分，数据在该网络中经过多跳转发后最终被发送到后台服务器进行处理。在该无线Mesh网络中所有节点都通过LoRa无线通信技术进行数据传输。针对本系统中无线Mesh网络拓扑结构稳定以及网络负载低的特点，对AODV路由协议的路由建立过程以及增加备用路由两个方面提出改进意见。改进的AODV协议的路由建立过程由源节点和目的节点共同完成，目的节点在接收到源节点发送的路由请求报文后广播发送特殊的路由回复报文（S_RREP）。增加的备用路由在

5、节点路由请求过程中同主路由一同建立，该备用路由的特点是存储通过另一个相邻节点到达目的节点的最短路由信息。这样节点在主路由失效的情况下，可以使用备用路由来进行数据包的转发。最后对改进的AODV路由协议进行仿真实验，并与传统的AODV路由协议在协议开销、端到端平均延时、丢包率几个方面进行对比。得到改进后的AODV路由协议在端到端平均延时、丢包率方面优于传统的AODV路由协议，在协议开销方面基本与传统的AODV路由协议保持一致的结论。由古树信息采集设备、网关设备、后台服务器组成的古树信息采集系统，能实现从数据采集到数据展示、分析的全程自动化，并能为相关领域的科学研究提供数据支持。本文设计的软硬件都使

6、用模块化的开发方式，便于系统的升级、维护和拓展。目前已经完成了该系统的原型设备，已经能在实验室环境下运行并达到设计目标。关键词：物联网，LoRa，无线Mesh网络，嵌入式设备，AODVIABSTRACTABSTRACTAncienttreesandfamoustreesarewitnessesofhistoryandhavehighecological,historicalandornamentalvalues.Intheprocessofprotectingtheseancienttrees,thetraditionalmethodofmanualmonitoringcannottimely

7、andeffectivelycollectthetreegrowthdata,anditisdifficulttocarryoutlarge-scalesummaryanalysisofthedata.Therefore,itisnecessarytodevelopanancienttreeinformationcollectiondevicethatcancontinuouslymeasuret