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)模的逐漸擴大、自動化程度不斷提高，“精細(xì)農(nóng)業(yè)”已經(jīng)成為我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢。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，本文通過總結(jié)國內(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，綜合運用嵌入式技術(shù)、Web技術(shù)、傳感器技術(shù)和ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，研究并設(shè)計了一種基于ZigBee技術(shù)的保育豬舍環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。
　　 本系統(tǒng)通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將保育豬舍內(nèi)的各類傳感器、風(fēng)機等設(shè)備

2、組成一個樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。用戶通過終端節(jié)點上的傳感器以及CMOS攝像頭，可對豬舍環(huán)境和幼豬的生活狀態(tài)進(jìn)行實時的監(jiān)控。ZigBee協(xié)調(diào)器不僅可將各終端節(jié)點采集到的數(shù)據(jù)傳至現(xiàn)場的嵌入式控制器中，同時也可將嵌入式控制器發(fā)送過來的命令傳送到相應(yīng)的ZigBee終端節(jié)點上，通過控制相關(guān)設(shè)備的動作來完成保育豬舍環(huán)境的自動調(diào)節(jié)。現(xiàn)場控制器是以ARM+Linux為基礎(chǔ)的S3C6410目標(biāo)板，通過移植Boa服務(wù)器和編寫CGI代碼，用戶可通過瀏覽器對環(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)量過大，本文通過移植SQLite3數(shù)據(jù)庫對數(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，還需要通過實時觀察幼豬的生活狀態(tài)來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，控制包的開銷和網(wǎng)絡(luò)延時都比較大。當(dāng)負(fù)載較大時，將出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)堵塞等問題，尤其是在傳輸視頻信息時，較大的網(wǎng)絡(luò)傳輸延時將不能保證視頻的服務(wù)質(zhì)量。因此本文在原有的ZigBee樹路由算法基礎(chǔ)

4、上提出了一種多路徑路由算法:通過多條路徑同時在源節(jié)點與協(xié)調(diào)節(jié)點之間并發(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，減少傳輸延時和數(shù)據(jù)的丟包。此外還通過預(yù)先設(shè)定的節(jié)點能量閾值均衡能量消耗，確保不會因某個節(jié)點過早的死亡而導(dǎo)致整個網(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、能量快速消耗等問題，保證了視頻的傳輸質(zhì)量，延長了網(wǎng)絡(luò)的生存時間。
　　 實驗結(jié)果表明，本系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確及時地獲取豬舍的環(huán)境參數(shù)，并能對幼豬的生活狀態(tài)進(jìn)