基于大規(guī)模無線傳感網(wǎng)的智能溫室監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的開題報(bào)告

基于大規(guī)模無線傳感網(wǎng)的智能溫室監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的開題報(bào)告一、研究背景與意義隨著農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展，溫室種植已成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要方式。溫室中的環(huán)境因素對(duì)作物生長(zhǎng)的影響非常大，如溫度、濕度、二氧化碳濃度等。因此，智能溫室監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)對(duì)提高溫室作物生長(zhǎng)的品質(zhì)和產(chǎn)量具有重要意義。近年來，無線傳感網(wǎng)技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，其具有無線傳輸、低功耗、多節(jié)點(diǎn)協(xié)作、易于部署等特點(diǎn)，因此大規(guī)模無線傳感網(wǎng)成為了實(shí)現(xiàn)智能溫室監(jiān)控的有力工具。本課題主要針對(duì)大規(guī)模無線傳感網(wǎng)的智能溫室監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，旨在提高溫室作物的生產(chǎn)效益、降低生產(chǎn)成本、對(duì)生態(tài)環(huán)境進(jìn)行保護(hù)。二、研究?jī)?nèi)容和目標(biāo)本課題將研究基于大規(guī)模無線傳感網(wǎng)的智能溫室監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。具體研究?jī)?nèi)容包括：1.確定溫室環(huán)境中需要監(jiān)測(cè)的環(huán)境因素和指標(biāo)；2.設(shè)計(jì)大規(guī)模無線傳感網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；3.設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)無線傳感器節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)；4.開發(fā)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理分析算法；5.實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的可視化顯示和報(bào)警機(jī)制。研究目標(biāo)是：設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)一個(gè)基于大規(guī)模無線傳感網(wǎng)的智能溫室監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室環(huán)境因素的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制，提高溫室作物的生產(chǎn)效益、降低生產(chǎn)成本、對(duì)生態(tài)環(huán)境進(jìn)行保護(hù)。三、研究方法和技術(shù)路線本課題主要采用實(shí)驗(yàn)室研究和實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合的方法，具體分為以下幾個(gè)階段：1.階段一：確定監(jiān)控系統(tǒng)的需求和系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，包括監(jiān)測(cè)指標(biāo)、無線傳感器節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理分析算法等；2.階段二：開發(fā)無線傳感器節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，包括硬件設(shè)計(jì)和軟件開發(fā)；3.階段三：實(shí)現(xiàn)大規(guī)模無線傳感網(wǎng)的建設(shè)，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)采集；4.階段四：實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理和分析算法，建立溫室環(huán)境模型，分析影響作物生長(zhǎng)的環(huán)境因素；5.階段五：實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化和報(bào)警機(jī)制，提供方便的管理和監(jiān)控方法。技術(shù)路線主要包括傳感器硬件設(shè)計(jì)、無線通信協(xié)議、數(shù)據(jù)采集、處理和分析算法、Web技術(shù)等。四、預(yù)期結(jié)果和創(chuàng)新性本課題主要預(yù)期實(shí)現(xiàn)在溫室環(huán)境中對(duì)溫度、濕度、二氧化碳濃度等多個(gè)要素的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、控制和分析，并通過可視化的方式展示給用戶。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同作物的生長(zhǎng)環(huán)境模型的建立和不同區(qū)域進(jìn)行環(huán)境管理和控制。在技術(shù)創(chuàng)新方面，本課題主要通過以下幾個(gè)方面進(jìn)行創(chuàng)新：（1）基于大規(guī)模無線傳感網(wǎng)的智能溫室監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)；（2）開發(fā)高穩(wěn)定性、低功耗的無線傳感器節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)設(shè)備；（3）研究基于無線傳感網(wǎng)的動(dòng)態(tài)控制策略，提高溫室作物的生長(zhǎng)效率；（4）實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析模型和環(huán)境模型的虛擬化，為研究提供更多的便利性。五、可行性分析本課題的技術(shù)路線和目標(biāo)是可行的，需要進(jìn)行的工作主要位于設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)無線傳感器節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理分析算法等方面，這些技術(shù)成熟并且