基于物联网架构的智慧农业及其关键技术研究

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1、学校代码：10259学号：156101122密级：公开上海应用技术大学硕士学位论文题目：基于物联网架构的智慧农业及其关键技术研究英文题目：ResearchonWisdomAgricultureArchitectureandKeyTechnologiesBasedonInternetofThings专业：仿生装备与控制工程学院：电气与电子工程学院研究方向：物联网理论与应用技术姓名：岳雪峰指导教师：王运圣2018年5月18日基于物联网架构的智慧农业及关键技术研究摘要智慧农业近几年受到广泛关注，究其技术，是以物联网为代表的信

2、息技术融合到农业领域中，通过硬件搭建、软件设计，实现智能感测与控制、人-机-物全面连通。不过，智慧农业的发展处于初级节点，一些技术问题尚待解决，如：物联网中设备繁多，尤其是感测设备，设备之间的接口可能存在较大差异，涉及多种通信协议，也使得应用程序开发存在困难。智慧农业研究需要将物联网、信息系统或平台与农业应用有机结合起来，因此，加强对基于物联网架构的智慧农业研究，对促进农业领域的智能管理、农业信息化推进等具有重要的理论与现实意义。本文在对智慧农业相关研究系统评述的基础上，进行基于分簇的无线可充电传感器网络路由算法研究、

3、面向智慧农业的轻量型安全通信协议研究及以服务为导向的防灾监测物联网构建研究。总结本文的研究工作，所研究主要内容集中于以下4个方面：（1）以智慧农业相关研究为线索，主要对农业物联网研究现状加以系统述评。首先从农业物联网的发展入手，归纳提炼其系统架构，进而对几种典型的关键技术进行细致讨论，而后介绍了农业物联网在若干具有代表性领域中的应用情况，最后，对农业物联网的特征及其存在问题深入的分析，并展望未来研究重点与发展趋势。（2）基于一种无线可充电传感器网络的研究现状，综合考虑传感器节点能量获取效率差异与节点电池容量的限制，尝试

4、针对面向智慧农业的WRSNs提出一种新的基于分簇路由算法（NCBRA），构建WRSNs和能量消耗模型，设计NCBRA路由算法，体现为簇建立、数据传输两个阶段，仿真表明，NCBRA在簇首节点质量、每轮能量增加及丢包率上是有效的。（3）在感知层通过安全层协议降低计算成本，在中间件层与感知层之间以“数字签名”概念提出轻量型安全机制，经由中间件层使感知层内感测节点身份能够得到认证；设计信息安全设备与信息安全模块，实现双向授权和认证，以确认联机设备可被允许的访问控制列表，并结合解密技术保护信息通信。（4）探讨防灾监测物联网中大量

5、数据所带来的网络传输负担的问题，以降低物联网中网络负载问题。通过以防灾监测为例构建以服务为导向的架构和作业流程，提升了防灾监测物联网相关应用的服务品质。在研究中，考虑了农业环境中可能的紧急情况，在云环境中提出一个有效的作业流程，以提升服务质量。关键词：智慧农业；物联网；体系架构；关键技术；路由协议ResearchonWisdomAgricultureArchitectureandKeyTechnologiesBasedonInternetofThingsAbstractWisdomagriculturehasrecei

6、vedextensiveattentioninrecentyears.ItstechnologywasintegratedtheinformationtechnologyrepresentedbytheInternetofthingsintothefieldofagriculture.Throughhardwareconstructionandsoftwaredesign,intelligentsensingandcontrol,andhumantomachineandthingwerefullyconnected.H

7、owever,thedevelopmentofwisdomagricultureisintheprimarynode,andsometechnicalproblemsremaintobesolved.Forexample,therearemanydevicesintheInternetofthings,especiallythesensingdevices,theinterfacesbetweendevicesmayvarygreatly,involvingavarietyofcommunicationprotocol

8、s.Italsomakesapplicationdevelopmentdifficult.TheresearchofwisdomagricultureneedstocombinetheInternetofthings,informationsystemsorplatformswithagriculturalapplications