基于ZigBee多路徑路由算法及其在保育豬舍中的應(yīng)用.pdf

1、隨著農(nóng)業(yè)設(shè)施規(guī)模的逐漸擴(kuò)大、自動(dòng)化程度不斷提高，“精細(xì)農(nóng)業(yè)”已經(jīng)成為我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。為解決傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)有線監(jiān)控系統(tǒng)布線復(fù)雜、抗干擾性差、維護(hù)困難等缺點(diǎn)，本文通過(guò)總結(jié)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，深入分析目前豬舍環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)劣性，綜合運(yùn)用嵌入式技術(shù)、Web技術(shù)、傳感器技術(shù)和ZigBee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，研究并設(shè)計(jì)了一種基于ZigBee技術(shù)的保育豬舍環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。
　　 本系統(tǒng)通過(guò)ZigBee網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將保育豬舍內(nèi)的各類傳感器、風(fēng)機(jī)等設(shè)備

2、組成一個(gè)樹(shù)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。用戶通過(guò)終端節(jié)點(diǎn)上的傳感器以及CMOS攝像頭，可對(duì)豬舍環(huán)境和幼豬的生活狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。ZigBee協(xié)調(diào)器不僅可將各終端節(jié)點(diǎn)采集到的數(shù)據(jù)傳至現(xiàn)場(chǎng)的嵌入式控制器中，同時(shí)也可將嵌入式控制器發(fā)送過(guò)來(lái)的命令傳送到相應(yīng)的ZigBee終端節(jié)點(diǎn)上，通過(guò)控制相關(guān)設(shè)備的動(dòng)作來(lái)完成保育豬舍環(huán)境的自動(dòng)調(diào)節(jié)。現(xiàn)場(chǎng)控制器是以ARM+Linux為基礎(chǔ)的S3C6410目標(biāo)板，通過(guò)移植Boa服務(wù)器和編寫CGI代碼，用戶可通過(guò)瀏覽器對(duì)環(huán)境進(jìn)行遠(yuǎn)程

3、的監(jiān)控與調(diào)節(jié)。由于采集到的環(huán)境數(shù)據(jù)量過(guò)大，本文通過(guò)移植SQLite3數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的管理。
　　 在本系統(tǒng)中，除了需要獲取保育豬舍的環(huán)境參數(shù)外，還需要通過(guò)實(shí)時(shí)觀察幼豬的生活狀態(tài)來(lái)判斷豬只的行為是否異常。傳統(tǒng)的ZigBee單路徑路由在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，控制包的開(kāi)銷和網(wǎng)絡(luò)延時(shí)都比較大。當(dāng)負(fù)載較大時(shí)，將出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)堵塞等問(wèn)題，尤其是在傳輸視頻信息時(shí)，較大的網(wǎng)絡(luò)傳輸延時(shí)將不能保證視頻的服務(wù)質(zhì)量。因此本文在原有的ZigBee樹(shù)路由算法基礎(chǔ)

4、上提出了一種多路徑路由算法:通過(guò)多條路徑同時(shí)在源節(jié)點(diǎn)與協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)之間并發(fā)的傳輸數(shù)據(jù)，有效的增加數(shù)據(jù)傳輸速率和系統(tǒng)吞吐量，減少傳輸延時(shí)和數(shù)據(jù)的丟包。此外還通過(guò)預(yù)先設(shè)定的節(jié)點(diǎn)能量閾值均衡能量消耗，確保不會(huì)因某個(gè)節(jié)點(diǎn)過(guò)早的死亡而導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)氖?。本算法有效解決了豬舍監(jiān)控系統(tǒng)中數(shù)據(jù)丟包、能量快速消耗等問(wèn)題，保證了視頻的傳輸質(zhì)量，延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確及時(shí)地獲取豬舍的環(huán)境參數(shù)，并能對(duì)幼豬的生活狀態(tài)進(jìn)