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第1章 绪论1

1.1 温室环境测控系统发展1

1.1.1 直接数字控制系统1

1.1.2 分布式控制系统5

1.1.3 网络化控制系统7

1.2 温室物联网系统16

1.2.1 温室物联网系统技术体系16

1.2.2 温室物联网系统应用18

第2章 温室环境测控三层次无线传感器网络系统设计24

2.1 温室无线传感器网络层次结构优化及结构模型确定24

2.1.1 温室无线传感器网络系统层次优化24

2.1.2 温室无线传感器网络层次优化仿真分析29

2.1.3 温室三层次无线网络结构模型构建30

2.2 温室无线传感器网络簇头节点优化及选取31

2.2.1 温室无线传感器网络底层簇头节点优化31

2.2.2 温室无线传感器网络簇内簇头选取机制35

2.3 温室无线传感器网络系统设计36

2.3.1 设计概述36

2.3.2 底层传感器节点设计37

2.3.3 基站节点设计45

2.4 网络系统运行试验及结果分析51

2.4.1 节点软件编译51

2.4.2 硬件调试51

2.4.3 系统运行试验及结果分析53

第3章 温室无线传感器网络环境监测系统通信性能的研究55

3.1 温室大棚2.4GHz无线电波传播特性55

3.1.1 试验设备56

3.1.2 连栋温室无线电波传播特性试验56

3.1.3 塑料大棚无线电波传播特性试验62

3.2 基于事件驱动与数据融合的节能传输策略67

3.2.1 温室节能数据传输模型69

3.2.2 基于事件驱动的数据预处理试验73

3.2.3 基于支持度函数的数据融合试验76

3.3 温室无线传感器网络环境监测系统性能试验79

3.3.1 系统构建方案80

3.3.2 系统硬件系统80

3.3.3 软件系统开发82

3.3.4 监测系统性能测试86

第4章 基于物联网的温室环境测控通用系统开发92

4.1 基于Android系统的温室环境测控智能网关开发94

4.1.1 温室环境测控系统结构94

4.1.2 智能网关硬件平台95

4.1.3 智能网关软件功能设计95

4.1.4 运行试验105

4.2 温室环境测控系统的数据同步112

4.2.1 总体设计112

4.2.2 同步过程设计112

4.2.3 基于JADE平台的温室环境测控数据同步通信系统118

4.3 基于GWT的温室环境测控应用开发125

4.3.1 总体结构126

4.3.2 基于GWT的温室环境测控应用软件开发126

4.3.3 基于Android手机的温室环境测控应用软件开发133

4.3.4 运行试验134

4.4 草莓栽培环境智能监测系统运行与测试137

4.4.1 系统部署137

4.4.2 草莓栽培环境智能监测系统功能验证140

4.4.3 系统性能验证143

第5章 基于时空信息的温室环境无线传感器网络故障诊断146

5.1 环境参数时空关联性研究146

5.1.1 环境参数数据来源147

5.1.2 环境参数时空特性148

5.1.3 时空关联性预测验证157

5.2 基于时空关联性的传感器故障识别与数据重构164

5.2.1 传感器故障识别体系结构165

5.2.2 基于PCA的传感器故障检测165

5.2.3 传感器故障识别169

5.2.4 故障识别方法验证171

5.2.5 传感器故障诊断175

5.2.6 传感器数据融合模型176

5.2.7 故障数据重构181

5.3 监测系统数据传输网络故障诊断183

5.3.1 无线传感器网络故障诊断184

5.3.2 基于参考广播同步机制的时间异步处理186

5.3.3 数据异步诊断188

5.3.4 功能验证194

5.4 温室环境无线监测系统运行与故障测试198

5.4.1 智能网关软件功能设计198

5.4.2 故障诊断系统的软件功能验证199

5.4.3 故障注入诊断实验201

参考文献206

索引225