基于物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的智慧農(nóng)業(yè)及其關(guān)鍵技術(shù)研究

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1、學(xué)校代碼:10259學(xué)號(hào):156101122密級(jí):公開(kāi)上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文題目:基于物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的智慧農(nóng)業(yè)及其關(guān)鍵技術(shù)研究英文題目:ResearchonWisdomAgricultureArchitectureandKeyTechnologiesBasedonInternetofThings專業(yè):仿生裝備與控制工程學(xué)院:電氣與電子工程學(xué)院研究方向:物聯(lián)網(wǎng)理論與應(yīng)用技術(shù)姓名:岳雪峰指導(dǎo)教師:王運(yùn)圣2018年5月18日基于物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的智慧農(nóng)業(yè)及關(guān)鍵技術(shù)研究摘要智慧農(nóng)業(yè)近幾年受到廣泛關(guān)注,究其技術(shù),是以物聯(lián)網(wǎng)為代表的信

2、息技術(shù)融合到農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中,通過(guò)硬件搭建、軟件設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)智能感測(cè)與控制、人-機(jī)-物全面連通。不過(guò),智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展處于初級(jí)節(jié)點(diǎn),一些技術(shù)問(wèn)題尚待解決,如:物聯(lián)網(wǎng)中設(shè)備繁多,尤其是感測(cè)設(shè)備,設(shè)備之間的接口可能存在較大差異,涉及多種通信協(xié)議,也使得應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)存在困難。智慧農(nóng)業(yè)研究需要將物聯(lián)網(wǎng)、信息系統(tǒng)或平臺(tái)與農(nóng)業(yè)應(yīng)用有機(jī)結(jié)合起來(lái),因此,加強(qiáng)對(duì)基于物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的智慧農(nóng)業(yè)研究,對(duì)促進(jìn)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的智能管理、農(nóng)業(yè)信息化推進(jìn)等具有重要的理論與現(xiàn)實(shí)意義。本文在對(duì)智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)研究系統(tǒng)評(píng)述的基礎(chǔ)上,進(jìn)行基于分簇的無(wú)線可充電傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法研究、

3、面向智慧農(nóng)業(yè)的輕量型安全通信協(xié)議研究及以服務(wù)為導(dǎo)向的防災(zāi)監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建研究。總結(jié)本文的研究工作,所研究主要內(nèi)容集中于以下4個(gè)方面:(1)以智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)研究為線索,主要對(duì)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)研究現(xiàn)狀加以系統(tǒng)述評(píng)。首先從農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展入手,歸納提煉其系統(tǒng)架構(gòu),進(jìn)而對(duì)幾種典型的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行細(xì)致討論,而后介紹了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在若干具有代表性領(lǐng)域中的應(yīng)用情況,最后,對(duì)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的特征及其存在問(wèn)題深入的分析,并展望未來(lái)研究重點(diǎn)與發(fā)展趨勢(shì)。(2)基于一種無(wú)線可充電傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究現(xiàn)狀,綜合考慮傳感器節(jié)點(diǎn)能量獲取效率差異與節(jié)點(diǎn)電池容量的限制,嘗試

4、針對(duì)面向智慧農(nóng)業(yè)的WRSNs提出一種新的基于分簇路由算法(NCBRA),構(gòu)建WRSNs和能量消耗模型,設(shè)計(jì)NCBRA路由算法,體現(xiàn)為簇建立、數(shù)據(jù)傳輸兩個(gè)階段,仿真表明,NCBRA在簇首節(jié)點(diǎn)質(zhì)量、每輪能量增加及丟包率上是有效的。(3)在感知層通過(guò)安全層協(xié)議降低計(jì)算成本,在中間件層與感知層之間以“數(shù)字簽名”概念提出輕量型安全機(jī)制,經(jīng)由中間件層使感知層內(nèi)感測(cè)節(jié)點(diǎn)身份能夠得到認(rèn)證;設(shè)計(jì)信息安全設(shè)備與信息安全模塊,實(shí)現(xiàn)雙向授權(quán)和認(rèn)證,以確認(rèn)聯(lián)機(jī)設(shè)備可被允許的訪問(wèn)控制列表,并結(jié)合解密技術(shù)保護(hù)信息通信。(4)探討防災(zāi)監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)中大量

5、數(shù)據(jù)所帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)傳輸負(fù)擔(dān)的問(wèn)題,以降低物聯(lián)網(wǎng)中網(wǎng)絡(luò)負(fù)載問(wèn)題。通過(guò)以防災(zāi)監(jiān)測(cè)為例構(gòu)建以服務(wù)為導(dǎo)向的架構(gòu)和作業(yè)流程,提升了防災(zāi)監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)應(yīng)用的服務(wù)品質(zhì)。在研究中,考慮了農(nóng)業(yè)環(huán)境中可能的緊急情況,在云環(huán)境中提出一個(gè)有效的作業(yè)流程,以提升服務(wù)質(zhì)量。關(guān)鍵詞:智慧農(nóng)業(yè);物聯(lián)網(wǎng);體系架構(gòu);關(guān)鍵技術(shù);路由協(xié)議ResearchonWisdomAgricultureArchitectureandKeyTechnologiesBasedonInternetofThingsAbstractWisdomagriculturehasrecei

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

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

8、s.Italsomakesapplicationdevelopmentdifficult.TheresearchofwisdomagricultureneedstocombinetheInternetofthings,informationsystemsorplatformswithagriculturalapplications

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