基于物联网的嵌入式森林资源采集系统研究

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1、分类号TP273学位代码308学校代码10298密级GK学号3130185硕士学位论文论文题目：基于物联网的嵌入式森林资源采集系统研究作者：李明珠专业：检测技术与自动化装置研究方向：检测技术与嵌入式系统指导教师：倪超副教授二〇一六年六月学位论文原创性声明本人郑重声明工作所取得的；所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研究成果。尽我所知，除文中已经特别注明引用的内容和致谢的地方外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中Ｗ明确方式注明并表示感谢。

2、本人完全患识到本声明的法律结果由本人承担。（本人签名：＾月／日学位论文作者）年ｆ学位论女出版授权书本人及导师完全同意《中国博去学位论文全文数据库出版章程》、《中国优旁硕壬学位论＂＂文全文叛据库出版章程》（１＾下简称章程，见ＷＷＷ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ），愿意掩本人的学位论文提交＂＂中国学术期刊（光盘版）电子杂志社在《中国博壬学位论文全文数据库》、《中国优秀硕击学位论文全文数捂库》中全丈发表和从电子、网络形式公开出版，并同意编入ＣＮＫＩ《中国＂知识资源总库》《中團博硕去学位论文评价数据库》中使用和在互联网上传

3、播，同意按章，在＂程规定享受相关权益。论文密级：四各开□保密（）（巧密碱營偉？格式在辦密怠《邊守化积试）＿＿年＿月至＿年＿＿月作者签名：畫＊导师签名：叫扛若年／月日心ｉＬ年月曰致谢时光荏苒，岁月如歌，又是一年毕业季，转眼我们即将结束充实的学生生涯踏入社会。两年的光景是我人生中最大的财富，它将与我相伴一生，给我力量，指引我方向。在踏寻学术研究的征程上，首先要感谢我的良师倪超老师，在这三年的研究生期间，衷心感谢他给予的谆谆教诲和关怀。在倪老师的悉心教导下，不仅让我在专业的道路上走的更宽，而且也更加树立了我

4、做人做事认真严谨刻苦的态度。在此祝愿老师工作顺利，幸福安康。在此也特别感谢教授于我知识的专业老师，感谢陈惠明老师、刘英老师、邹红艳老师、赵亚琴老师、陆荣建老师以及自动化和机电系的各位老师在论文撰写和课题研究中给予的指导和帮助。感谢实验室的师弟李华赛、邹少华、柏振林、汪学良在课题研究与日常生活中给予的帮助和鼓励，让我的研究生生活过的快乐而充实，在实验室的生活将是我人生中一段美好的回忆。感谢研究生舍友吴翰盈、何碧漪、袁雪梅在相处中带给我的欢声笑语和生活中的帮助与照顾。感谢百忙之中对我论文进行评审和答辩的老师。还要感谢我的亲朋好友，谢谢

5、他们一直在背后默默的支持和无私的奉献，让我一路健康成长，在我前进的道路上给予我不断的鼓励。最后感谢南京林业大学提供的资源和平台，让我在这里度过了充实而有意义的两年学习时光。这两年里我结识了和蔼且令人敬佩的老师、优秀且勤奋的同学和朋友，这将是我人生中非常值得回忆的学习经历。愿曾经帮助过我、相伴过我的人永远幸福快乐。谨以此文献给爱我的人和我爱的人！李明珠二〇一六年六月摘要森林环境复杂，范围广，且具有很大的不确定性,而森林资源信息是林业规划、决策的主要依据。目前森林资源采集所需监测节点较多，同时采集数据量较大。基于物联网的嵌入式森林资源

6、采集系统提供了全新的模式，其将大量的传感器节点布置在森林区域中，这些节点通过Zigbee无线传感网络自动组网，从而实现森林资源信息的自动采集、传输处理。本文围绕基于物联网的嵌入式森林资源采集系统的研究与实现进行以下几方面工作：1.在对森林资源采集系统功能需求进行分析的基础上结合节点能耗、信号强度以及传输距离，提出了森林资源采集系统的总体设计方案及林区节点布置方案，根据系统总体架构、工作原理及低功耗、实时性、可靠性要求，对基于OMAP3730的嵌入式移动终端及GPS模块、4G传输模块的硬件进行介绍，详细讨论了森林资源采集系统中Zig

7、bee无线传感网络的协调器节点与传感器节点的硬件选型及电路设计，完成了基于CC2530的硬件电路及基于MPPT算法的太阳能充电模块电路设计。2.软件方面基于对无线传感网络的结构及组网模式的分析完成Zigbee无线传感网络软件开发，包括基于Z-Stack协议栈的协调器节点应用程序设计及周期性间歇采集的传感器节点应用程序设计，因为环境参数变化的延迟性及为延长传感器节点的使用寿命，所以采用周期性定时采集数据方式。同时完成协调器模块与嵌入式终端的串口通讯程序，构建Linux交叉编译环境之后进行系统移植，并通过QtCreator搭建人机交互

8、界面，采用多线程调度方式完成数据的采集、GPS定位及4G传输程序开发。3.通过实验对系统的无线组网及数据采集与传输进行测试，经测试，验证了该森林资源采集系统的可行性。通过多次的实验以及联合调试，本系统硬件部分与软件部分都能正常运行，硬件集成度高，功