溫室物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設計與應用

目錄
叢書序
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 溫室環(huán)境測控系統(tǒng)發(fā)展 1
1.1.1 直接數(shù)字控制系統(tǒng) 1
1.1.2 分布式控制系統(tǒng) 5
1.1.3 網(wǎng)絡化控制系統(tǒng) 7
1.2 溫室物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng) 16
1.2.1 溫室物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)技術體系 16
1.2.2 溫室物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應用 18
第2章 溫室環(huán)境測控三層次無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)設計 24
2.1 溫室無線傳感器網(wǎng)絡層次結構優(yōu)化及結構模型確定 24
2.1.1 溫室無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)層次優(yōu)化 24
2.1.2 溫室無線傳感器網(wǎng)絡層次優(yōu)化仿真分析 29
2.1.3 溫室三層次無線網(wǎng)絡結構模型構建 30
2.2 溫室無線傳感器網(wǎng)絡簇頭節(jié)點優(yōu)化及選取 31
2.2.1 溫室無線傳感器網(wǎng)絡底層簇頭節(jié)點優(yōu)化 31
2.2.2 溫室無線傳感器網(wǎng)絡簇內(nèi)簇頭選取機制 35
2.3 溫室無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)設計 36
2.3.1 設計概述 36
2.3.2 底層傳感器節(jié)點設計 37
2.3.3 基站節(jié)點設計 45
2.4 網(wǎng)絡系統(tǒng)運行試驗及結果分析 51
2.4.1 節(jié)點軟件編譯 51
2.4.2 硬件調(diào)試 51
2.4.3 系統(tǒng)運行試驗及結果分析 53
第3章 溫室無線傳感器網(wǎng)絡環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)通信性能的研究 55
3.1 溫室大棚2.4GHz 無線電波傳播特性 55
3.1.1 試驗設備 56
3.1.2 連棟溫室無線電波傳播特性試驗 56
3.1.3 塑料大棚無線電波傳播特性試驗 62
3.2 基于事件驅動與數(shù)據(jù)融合的節(jié)能傳輸策略 67
3.2.1 溫室節(jié)能數(shù)據(jù)傳輸模型 69
3.2.2 基于事件驅動的數(shù)據(jù)預處理試驗 73
3.2.3 基于支持度函數(shù)的數(shù)據(jù)融合試驗 76
3.3 溫室無線傳感器網(wǎng)絡環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)性能試驗 79
3.3.1 系統(tǒng)構建方案 80
3.3.2 系統(tǒng)硬件系統(tǒng) 80
3.3.3 軟件系統(tǒng)開發(fā) 82
3.3.4 監(jiān)測系統(tǒng)性能測試 86
第4章 基于物聯(lián)網(wǎng)的溫室環(huán)境測控通用系統(tǒng)開發(fā) 92
4.1 基于Android系統(tǒng)的溫室環(huán)境測控智能網(wǎng)關開發(fā) 94
4.1.1 溫室環(huán)境測控系統(tǒng)結構 94
4.1.2 智能網(wǎng)關硬件平臺 95
4.1.3 智能網(wǎng)關軟件功能設計 95
4.1.4 運行試驗 105
4.2 溫室環(huán)境測控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)同步 112
4.2.1 總體設計 112
4.2.2 同步過程設計 112
4.2.3 基于JADE平臺的溫室環(huán)境測控數(shù)據(jù)同步通信系統(tǒng) 118
4.3 基于GWT的溫室環(huán)境測控應用開發(fā) 125
4.3.1 總體結構 126
4.3.2 基于GWT的溫室環(huán)境測控應用軟件開發(fā) 126
4.3.3 基于Android手機的溫室環(huán)境測控應用軟件開發(fā) 133
4.3.4 運行試驗 134
4.4 草莓栽培環(huán)境智能監(jiān)測系統(tǒng)運行與測試 137
4.4.1 系統(tǒng)部署 137
4.4.2 草莓栽培環(huán)境智能監(jiān)測系統(tǒng)功能驗證 140
4.4.3 系統(tǒng)性能驗證 143
第5章 基于時空信息的溫室環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡故障診斷 146
5.1 環(huán)境參數(shù)時空關聯(lián)性研究 146
5.1.1 環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)來源 147
5.1.2 環(huán)境參數(shù)時空特性 148
5.1.3 時空關聯(lián)性預測驗證 157
5.2 基于時空關聯(lián)性的傳感器故障識別與數(shù)據(jù)重構 164
5.2.1 傳感器故障識別體系結構 165
5.2.2 基于 PCA 的傳感器故障檢測 165
5.2.3 傳感器故障識別 169
5.2.4 故障識別方法驗證 171
5.2.5 傳感器故障診斷 175
5.2.6 傳感器數(shù)據(jù)融合模型 176
5.2.7 故障數(shù)據(jù)重構 181
5.3 監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡故障診斷 183
5.3.1 無線傳感器網(wǎng)絡故障診斷 184
5.3.2 基于參考廣播同步機制的時間異步處理 186
5.3.3 數(shù)據(jù)異步診斷 188
5.3.4 功能驗證 194
5.4 溫室環(huán)境無線監(jiān)測系統(tǒng)運行與故障測試 198
5.4.1 智能網(wǎng)關軟件功能設計 198
5.4.2 故障診斷系統(tǒng)的軟件功能驗證 199
5.4.3 故障注入診斷實驗 201
參考文獻 206
索引 225