基于信息融合与agent的温室环境无线测控系统

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1、农业信基于信息融合与Agent的温室环境无线测控系统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、Ik发展的方向，信息的获取和处理是发展智能化温京的，人工方式由于工作强度大、效率低等缺点，己不能满足现代化溢室的发展耍求。无线传感器技术具有低速率、低耗电、低成木、支援人蕭网络节点、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途径。因此研究温

2、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而开展了相关研究工作，为实现温室群控要求，木研究将短距离传输与长距离传输相结合，利川3G节点作为基站和:聚节点，通过Zigbee节点进行温室环境信息获取和控制，丌发了基于无线M络的温室环境监控系统，卯对无线传感器络进行多传感器数裾融合，提岛测控系统的数裾测S精度和使用性能。针对Zigbee组织网络中感知节点动态变化，建立了®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S杂、控制因子多、要求连

3、续稳定运行、且成本低廉的特点，开发丫菽于无线M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、'?1:聚节点、押能网关和数据服务器纟II成。环境信息感知节点通过环境传感器获取温室A环境倌息，控制节点通过继电器实现温室环境凋控设备的控制。阁2.1系统结构2.2系统功能⑴温室环境信息感知的传感器节点基于Zigbee的溫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A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、风速风向、雨量

4、等信息。(2)信息采集勾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，实现在不同温室屮的网络&组网和识别：采用3GM络实现温室现场信息与服务器阆的数裾传输。(3)现场投制节点基于Zigbee/3G网络，对现场控制节点发送控制信号，利用继屯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，曲无线采集设备、传感器和供电模块组成，其巾温湿度节点配置防辐射罩。温室

5、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SZO系列Zigbee无线采集设备，该设备可实现屮心节点、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，所采集的环境参数毡括温度、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传感器技术参数序号传感器类塱型号信号类莖技术拘标1AM23OI数字溢度：测fit范W:-40〜aor測R精度：湿度1測拼范18:O-IOO%Rfl測量精

6、度：±3WH2光照度汀BQ-6模拟測W范ffl:200-2()(XX)0Lux光讲范IM:400-7()0(nm)4见光测ft«度：小fy%3CO2浓度S-100H校拟测W范O-lO.OOOppm测WW度:±30ppm+5%汝数測tt2.3.2汇聚节点汜聚节点采用镇江大科茂信怠系统有限责任公司的锊能网关，如图2.2(b)。智能网关系统采用ARM1176」ZF-S核作为智能网欠的微处理器，并集成了Zigbee、3G等模块，软件上集成了BOA服务器、SQLite3数裾庠。ARM控制器通过申U与Zigbee协调器节点连接，来荻取Zigbee无线

7、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，押能网关系统通过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路继电器校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关工作过程如阁2.4所示。首先服务器端启动3GM络服务程序，服务功能成功后，智能关终端进行M络连接，外开始监听来tlW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吋，

8、则更新当前环境信息，并将实时环境信息上报至服务器。当数裾來自服务器的查询和控制指令时，系统根裾相义指令进行应答，当服务器指令为数据查询指令吋，根据杏询耑求反馈相庖的数据；当指令为环境调控吋，系