鸽子机器人集群飞行监测与调控系统设计
这是一篇关于鸽子机器人,集群调控,自组网,偏差反馈,微电流刺激的论文, 主要内容为鸽子拥有优秀的飞行能力、较强的环境适应能力及群体协调能力,作为动物机器人的研究对象受到广泛关注,其在侦查、搜救、监测等方面具有广阔的应用前景。目前,对鸽子机器人的调控研究主要围绕鸽子单体进行,对群体飞行的调控还处于起步阶段,然而单只鸽子机器人携带的传感器数量有限,检测、定位和感知能力都不如群体。本文基于鸽群中领航等级低的从鸽会跟随领航等级最高的主鸽飞行这一特性,结合神经调控技术设计了鸽子集群飞行的控制策略,研发了一套鸽子机器人集群飞行的远程监测与调控系统。该系统由鸽子可背负设备和后台服务软件组成,实现了对鸽群飞行路径的实时监测与调控。本文主要工作内容如下:(1)设计了鸽群飞行控制策略。鸽群内部通过Lo Ra自组网通信,实现主从鸽之间GPS定位信息的实时传输,并采用轨迹偏差反馈的方法控制从鸽,使其保持在以主鸽为中心的200米范围内飞行;基于GPRS无线通信网络,远程调控主鸽的飞行路径,并由主鸽设备将鸽群位置信息实时上传到服务器软件中,通过地图界面显示其飞行轨迹以鸽群的飞行状态。(2)研制了鸽子可背负设备,分为主鸽设备和从鸽设备两种,实现信息采集、信息传输以及微电流刺激等功能。完成了中心处理单元、GPRS通信单元、Lo Ra通信单元、电流刺激单元和GPS定位单元的电路设计;编写了各单元的控制程序;制作了重量为18.1g,体积为22.5mm×33.5mm×14mm的设备成品,并完成了功能调试。(3)开发了配套的后台服务软件,包括基于C/S架构的数据中转服务器软件和指令配置软件,以及基于B/S架构的地图显示软件。服务器软件是设备与指令配置软件沟通的桥梁,用于信息的接收、转发、存储等;指令配置软件用于配置并发送刺激参数,从而远程调控鸽子的飞行路径;地图显示软件用于实时显示鸽群的飞行轨迹、标注刺激位点以及查看历史轨迹。最后对鸽群进行飞行调控实验,测试结果表明本系统符合设计预期需求,可以实现对鸽群飞行轨迹的远程实时监测与调控。
鸽子机器人集群飞行监测与调控系统设计
这是一篇关于鸽子机器人,集群调控,自组网,偏差反馈,微电流刺激的论文, 主要内容为鸽子拥有优秀的飞行能力、较强的环境适应能力及群体协调能力,作为动物机器人的研究对象受到广泛关注,其在侦查、搜救、监测等方面具有广阔的应用前景。目前,对鸽子机器人的调控研究主要围绕鸽子单体进行,对群体飞行的调控还处于起步阶段,然而单只鸽子机器人携带的传感器数量有限,检测、定位和感知能力都不如群体。本文基于鸽群中领航等级低的从鸽会跟随领航等级最高的主鸽飞行这一特性,结合神经调控技术设计了鸽子集群飞行的控制策略,研发了一套鸽子机器人集群飞行的远程监测与调控系统。该系统由鸽子可背负设备和后台服务软件组成,实现了对鸽群飞行路径的实时监测与调控。本文主要工作内容如下:(1)设计了鸽群飞行控制策略。鸽群内部通过Lo Ra自组网通信,实现主从鸽之间GPS定位信息的实时传输,并采用轨迹偏差反馈的方法控制从鸽,使其保持在以主鸽为中心的200米范围内飞行;基于GPRS无线通信网络,远程调控主鸽的飞行路径,并由主鸽设备将鸽群位置信息实时上传到服务器软件中,通过地图界面显示其飞行轨迹以鸽群的飞行状态。(2)研制了鸽子可背负设备,分为主鸽设备和从鸽设备两种,实现信息采集、信息传输以及微电流刺激等功能。完成了中心处理单元、GPRS通信单元、Lo Ra通信单元、电流刺激单元和GPS定位单元的电路设计;编写了各单元的控制程序;制作了重量为18.1g,体积为22.5mm×33.5mm×14mm的设备成品,并完成了功能调试。(3)开发了配套的后台服务软件,包括基于C/S架构的数据中转服务器软件和指令配置软件,以及基于B/S架构的地图显示软件。服务器软件是设备与指令配置软件沟通的桥梁,用于信息的接收、转发、存储等;指令配置软件用于配置并发送刺激参数,从而远程调控鸽子的飞行路径;地图显示软件用于实时显示鸽群的飞行轨迹、标注刺激位点以及查看历史轨迹。最后对鸽群进行飞行调控实验,测试结果表明本系统符合设计预期需求,可以实现对鸽群飞行轨迹的远程实时监测与调控。
鸽子机器人集群飞行监测与调控系统设计
这是一篇关于鸽子机器人,集群调控,自组网,偏差反馈,微电流刺激的论文, 主要内容为鸽子拥有优秀的飞行能力、较强的环境适应能力及群体协调能力,作为动物机器人的研究对象受到广泛关注,其在侦查、搜救、监测等方面具有广阔的应用前景。目前,对鸽子机器人的调控研究主要围绕鸽子单体进行,对群体飞行的调控还处于起步阶段,然而单只鸽子机器人携带的传感器数量有限,检测、定位和感知能力都不如群体。本文基于鸽群中领航等级低的从鸽会跟随领航等级最高的主鸽飞行这一特性,结合神经调控技术设计了鸽子集群飞行的控制策略,研发了一套鸽子机器人集群飞行的远程监测与调控系统。该系统由鸽子可背负设备和后台服务软件组成,实现了对鸽群飞行路径的实时监测与调控。本文主要工作内容如下:(1)设计了鸽群飞行控制策略。鸽群内部通过Lo Ra自组网通信,实现主从鸽之间GPS定位信息的实时传输,并采用轨迹偏差反馈的方法控制从鸽,使其保持在以主鸽为中心的200米范围内飞行;基于GPRS无线通信网络,远程调控主鸽的飞行路径,并由主鸽设备将鸽群位置信息实时上传到服务器软件中,通过地图界面显示其飞行轨迹以鸽群的飞行状态。(2)研制了鸽子可背负设备,分为主鸽设备和从鸽设备两种,实现信息采集、信息传输以及微电流刺激等功能。完成了中心处理单元、GPRS通信单元、Lo Ra通信单元、电流刺激单元和GPS定位单元的电路设计;编写了各单元的控制程序;制作了重量为18.1g,体积为22.5mm×33.5mm×14mm的设备成品,并完成了功能调试。(3)开发了配套的后台服务软件,包括基于C/S架构的数据中转服务器软件和指令配置软件,以及基于B/S架构的地图显示软件。服务器软件是设备与指令配置软件沟通的桥梁,用于信息的接收、转发、存储等;指令配置软件用于配置并发送刺激参数,从而远程调控鸽子的飞行路径;地图显示软件用于实时显示鸽群的飞行轨迹、标注刺激位点以及查看历史轨迹。最后对鸽群进行飞行调控实验,测试结果表明本系统符合设计预期需求,可以实现对鸽群飞行轨迹的远程实时监测与调控。
鸽子机器人集群飞行监测与调控系统设计
这是一篇关于鸽子机器人,集群调控,自组网,偏差反馈,微电流刺激的论文, 主要内容为鸽子拥有优秀的飞行能力、较强的环境适应能力及群体协调能力,作为动物机器人的研究对象受到广泛关注,其在侦查、搜救、监测等方面具有广阔的应用前景。目前,对鸽子机器人的调控研究主要围绕鸽子单体进行,对群体飞行的调控还处于起步阶段,然而单只鸽子机器人携带的传感器数量有限,检测、定位和感知能力都不如群体。本文基于鸽群中领航等级低的从鸽会跟随领航等级最高的主鸽飞行这一特性,结合神经调控技术设计了鸽子集群飞行的控制策略,研发了一套鸽子机器人集群飞行的远程监测与调控系统。该系统由鸽子可背负设备和后台服务软件组成,实现了对鸽群飞行路径的实时监测与调控。本文主要工作内容如下:(1)设计了鸽群飞行控制策略。鸽群内部通过Lo Ra自组网通信,实现主从鸽之间GPS定位信息的实时传输,并采用轨迹偏差反馈的方法控制从鸽,使其保持在以主鸽为中心的200米范围内飞行;基于GPRS无线通信网络,远程调控主鸽的飞行路径,并由主鸽设备将鸽群位置信息实时上传到服务器软件中,通过地图界面显示其飞行轨迹以鸽群的飞行状态。(2)研制了鸽子可背负设备,分为主鸽设备和从鸽设备两种,实现信息采集、信息传输以及微电流刺激等功能。完成了中心处理单元、GPRS通信单元、Lo Ra通信单元、电流刺激单元和GPS定位单元的电路设计;编写了各单元的控制程序;制作了重量为18.1g,体积为22.5mm×33.5mm×14mm的设备成品,并完成了功能调试。(3)开发了配套的后台服务软件,包括基于C/S架构的数据中转服务器软件和指令配置软件,以及基于B/S架构的地图显示软件。服务器软件是设备与指令配置软件沟通的桥梁,用于信息的接收、转发、存储等;指令配置软件用于配置并发送刺激参数,从而远程调控鸽子的飞行路径;地图显示软件用于实时显示鸽群的飞行轨迹、标注刺激位点以及查看历史轨迹。最后对鸽群进行飞行调控实验,测试结果表明本系统符合设计预期需求,可以实现对鸽群飞行轨迹的远程实时监测与调控。
基于LoRa自组网的智能电表集抄系统设计与实现
这是一篇关于智能电表,集抄系统,LoRa,透明传输,自组网,冲突避让的论文, 主要内容为随着国家城市化水平的不断提高和智能电网建设的快速推进,智能电表集抄系统作为智能电网的重要组成部分,正越来越多的受到政府和企业的重视。如何高效、稳定地抄读大量分散的智能电表逐渐成为相关电力公司的研究热点之一。LoRa(Long Rang,基于扩频技术的超远距离无线传输方案)是一种新兴的物联网无线通信技术,具有传输距离远、通信功耗低、可扩展性强等特点,使用在智能电表远程无线集抄方面有着天然的优势,在此背景下,本文设计实现一种基于LoRa自组网的智能电表集抄系统,用以在完成抄表任务的同时扩展覆盖范围,降低抄读成本,提高经济效益。本文的主要工作内容如下:1.在提出本集抄系统的总体架构、功能要求、性能指标后,对LoRa无线通信模块与LoRa透明传输技术进行研究,根据课题应用背景和相关技术,设计了采用LoRa透明传输技术的智能电表中继组网传输协议,用于保证电表节点和中继节点的可靠通信。2.在传输协议的设计基础上,设计了集抄网络的组网方案,首先在构建了组网链路模型的基础上,提出一种基于瓶颈能量算法的最优跳路由路径选择方案,选出最佳的中继路由网络及相应的传输配置,利用中继组网的方法延长通信距离,降低能量损耗;然后对RTS/CTS(握手机制)和CSMA/CA(载波侦听多路访问机制)进行研究分析,基于以上技术提出一种基于LoRa集抄通信的冲突避让方案,用以解决网络拥堵问题。3.集抄系统软硬件模块设计,主要为电表与采集器的软硬件设计,给出了各自的流程框图及其对应文字说明,其中软件设计部分包含上文所述的LoRa集抄网络构建程序相关设计,之后对服务器进行集群设计用以提升数据处理能力。4.对系统通信距离、节点自组网性能和系统整体性能进行测试,测试方法依照国家电网的相关标准及本文第二章对集抄系统功能需求、性能指标设计决定。通过实验与分析,本系统在实现基本的智能电表电力数据集抄功能的同时,满足了设定的性能指标要求。
公路路域滑坡灾害应急监测技术研究
这是一篇关于滑坡灾害,应急监测,无人机,自组网的论文, 主要内容为随着我国交通基础设施的不断完善,山区公路建设里程持续增长,形成大量的边坡,在内外因素影响下,公路突发性滑坡灾害时有发生,为保证公路通行,以及避免病害处理施工中可能发生的次生灾害,开展公路路域滑坡应急监测技术研究是非常必要的。常用的边坡监测方式难以安全、快速的对边坡进行应急监测,因此本文提出基于无人机抛投布设,多监测设备自主组网,边坡状态智能分析的应急监测技术构想,并开展监测设备、无人机抛投控制技术、监测设备组网方案和边坡状态智能分析算法等研究。取得的主要研究成果和认识如下:(1)开发了基于无人机快速投放的边坡应急监测设备。基于设备硬件的性能、功能及功耗等特性分析,提出了设备硬件选型要求,进行各模块的电路设计;采用ASTALPSA算法进行调度,从软硬件两方面实现设备的高稳定性及低功耗运行。分别针对土质和岩质边坡,对应急监测设备的设备结构进行设计,提高应急监测设备的环境适应性。(2)提出了无人机投放监测设备控制技术。通过无人机对边坡进行图片拍摄,实现边坡坡面形态的二维重建;考虑飞行和抛投的稳定性,设计了基于无人机平台的抛投装置;基于无人机的飞行控制系统,提出了无人飞行任务及规划航线方法,实现无人机对应急监测设备的自动抛投布设。(3)提出了蜂群式装备自主组网协同技术。基于无线通信技术和传感器网络结构,提出了应急监测设备的自组网方案。采用自适应速率策略和改进BEB(Binary exponential backoff)二进制退避算法,减少设备通信串音影响,提高了网络公平性和吞吐量,为应急监测设备的通信提供一个稳定平台。(4)开发了公路边坡灾害应急监测模块。基于智能边坡监测平台架构,应急监测模块沿用现有智能边坡监测平台进行接入,通过对数据库进行设计,保证数据的安全、可靠性。针对监测数据的分析,提出了蜂群式网格化边坡状态智能分析算法,为边坡稳定性分析提供算法依据。通过PC端和移动端的数据展示模块的开发,构建了数据展示平台,为边坡科学应急决策提供数据支持。
黑龙江垦区大田种植无线传感器网络设计与实现
这是一篇关于无线传感器网络,自组网,信道特性,数据收集的论文, 主要内容为北大荒农垦集团具有我国规模最大、生产能力最强的农场群。作为当前我国农业现代化改革的前沿阵地,黑龙江垦区肩负农业现代化重任,因此其生产和管理方式变革将对我国其它地区产生显著影响。无线传感器网络能够实现对外物环境的感应和物物间组网互联,在很多具体行业领域中得到广泛应用。在农业生产过程中引入无线传感器网络技术可极大的提升劳动生产率和农业自动化生产程度,同时也实现了农业信息化,对于提升高垦区农业信息化发展水平,促进地方经济稳步发展具有重要意义。论文通过大田种植环境对无线传感网络对网络信道特性影响的实验,并对实验数据进行拟合分析的,建立了适合大田种植无线传网络数据传输能量耗损分析的模型公式,确定了网络建设所需的最优通信频率为433MHz。对大田种植的无线传感器网络相关技术进行了分析设计,主要包括无线传感网络结构设计、无线传感网络组网方式设计、无线传感网络节点定位方法设计,并介绍基于大田无线传感网络应用系统的设计和实现。主要研究内容如下:首先,考虑在现实的农作物种植过程中,由于大田具体种植环境及气候状况的复杂多样性,农作物生长过程中不同时期性状差异非常大,对无线传感网络传输信道信息传播特性的影响。在芜荒地、平原和山地三种典型类型的耕地环境中,以大田玉米的种植环境对无线传感器网络信道传输特性的影响开展验证实验和对比分析,确定适合玉米大田种植无线传感网络信道频率和天线高度,获得数据在平原传输过程中能量耗损的经验模型,基于拟合得到的经验模型公式能够无线传感网络不同传输范围半径的信号强度进行初步预测。实验结论可以为无线传感网络设计过程中,传感器节点布设半径的确定和微芯片的选型提供依据。然后,对农业大田种植过程中所应用的无线传感器网络体系结构和组网方法等进行了研究,并在此基础上确立了设计思想,对大田种植无线传感器自组织网络建设方法进行了研究,针对大田种植过程中农业大田环境信息采集的具体特点,阐述了农业无线传感网络自组网络的组网拓扑结构及组网原理,在此原理的基础上,提出了相应的网络建设方案。最后,在面向大田种植无线传感网络的关键技术研究的基础上,针对大田种植生产过程,设计嵌入式系统软件,并结合七星农场农业物联网综合服务管理平台和农场玉米生产物联网管理系统,进行了应用示范。结果表明,本文设计的无线传感器网络技术较好地满足了精细农业应用需求,软硬件皆方便系统集成,适合标准化需求与大规模推广。
黑龙江垦区大田种植无线传感器网络设计与实现
这是一篇关于无线传感器网络,自组网,信道特性,数据收集的论文, 主要内容为北大荒农垦集团具有我国规模最大、生产能力最强的农场群。作为当前我国农业现代化改革的前沿阵地,黑龙江垦区肩负农业现代化重任,因此其生产和管理方式变革将对我国其它地区产生显著影响。无线传感器网络能够实现对外物环境的感应和物物间组网互联,在很多具体行业领域中得到广泛应用。在农业生产过程中引入无线传感器网络技术可极大的提升劳动生产率和农业自动化生产程度,同时也实现了农业信息化,对于提升高垦区农业信息化发展水平,促进地方经济稳步发展具有重要意义。论文通过大田种植环境对无线传感网络对网络信道特性影响的实验,并对实验数据进行拟合分析的,建立了适合大田种植无线传网络数据传输能量耗损分析的模型公式,确定了网络建设所需的最优通信频率为433MHz。对大田种植的无线传感器网络相关技术进行了分析设计,主要包括无线传感网络结构设计、无线传感网络组网方式设计、无线传感网络节点定位方法设计,并介绍基于大田无线传感网络应用系统的设计和实现。主要研究内容如下:首先,考虑在现实的农作物种植过程中,由于大田具体种植环境及气候状况的复杂多样性,农作物生长过程中不同时期性状差异非常大,对无线传感网络传输信道信息传播特性的影响。在芜荒地、平原和山地三种典型类型的耕地环境中,以大田玉米的种植环境对无线传感器网络信道传输特性的影响开展验证实验和对比分析,确定适合玉米大田种植无线传感网络信道频率和天线高度,获得数据在平原传输过程中能量耗损的经验模型,基于拟合得到的经验模型公式能够无线传感网络不同传输范围半径的信号强度进行初步预测。实验结论可以为无线传感网络设计过程中,传感器节点布设半径的确定和微芯片的选型提供依据。然后,对农业大田种植过程中所应用的无线传感器网络体系结构和组网方法等进行了研究,并在此基础上确立了设计思想,对大田种植无线传感器自组织网络建设方法进行了研究,针对大田种植过程中农业大田环境信息采集的具体特点,阐述了农业无线传感网络自组网络的组网拓扑结构及组网原理,在此原理的基础上,提出了相应的网络建设方案。最后,在面向大田种植无线传感网络的关键技术研究的基础上,针对大田种植生产过程,设计嵌入式系统软件,并结合七星农场农业物联网综合服务管理平台和农场玉米生产物联网管理系统,进行了应用示范。结果表明,本文设计的无线传感器网络技术较好地满足了精细农业应用需求,软硬件皆方便系统集成,适合标准化需求与大规模推广。
黑龙江垦区大田种植无线传感器网络设计与实现
这是一篇关于无线传感器网络,自组网,信道特性,数据收集的论文, 主要内容为北大荒农垦集团具有我国规模最大、生产能力最强的农场群。作为当前我国农业现代化改革的前沿阵地,黑龙江垦区肩负农业现代化重任,因此其生产和管理方式变革将对我国其它地区产生显著影响。无线传感器网络能够实现对外物环境的感应和物物间组网互联,在很多具体行业领域中得到广泛应用。在农业生产过程中引入无线传感器网络技术可极大的提升劳动生产率和农业自动化生产程度,同时也实现了农业信息化,对于提升高垦区农业信息化发展水平,促进地方经济稳步发展具有重要意义。论文通过大田种植环境对无线传感网络对网络信道特性影响的实验,并对实验数据进行拟合分析的,建立了适合大田种植无线传网络数据传输能量耗损分析的模型公式,确定了网络建设所需的最优通信频率为433MHz。对大田种植的无线传感器网络相关技术进行了分析设计,主要包括无线传感网络结构设计、无线传感网络组网方式设计、无线传感网络节点定位方法设计,并介绍基于大田无线传感网络应用系统的设计和实现。主要研究内容如下:首先,考虑在现实的农作物种植过程中,由于大田具体种植环境及气候状况的复杂多样性,农作物生长过程中不同时期性状差异非常大,对无线传感网络传输信道信息传播特性的影响。在芜荒地、平原和山地三种典型类型的耕地环境中,以大田玉米的种植环境对无线传感器网络信道传输特性的影响开展验证实验和对比分析,确定适合玉米大田种植无线传感网络信道频率和天线高度,获得数据在平原传输过程中能量耗损的经验模型,基于拟合得到的经验模型公式能够无线传感网络不同传输范围半径的信号强度进行初步预测。实验结论可以为无线传感网络设计过程中,传感器节点布设半径的确定和微芯片的选型提供依据。然后,对农业大田种植过程中所应用的无线传感器网络体系结构和组网方法等进行了研究,并在此基础上确立了设计思想,对大田种植无线传感器自组织网络建设方法进行了研究,针对大田种植过程中农业大田环境信息采集的具体特点,阐述了农业无线传感网络自组网络的组网拓扑结构及组网原理,在此原理的基础上,提出了相应的网络建设方案。最后,在面向大田种植无线传感网络的关键技术研究的基础上,针对大田种植生产过程,设计嵌入式系统软件,并结合七星农场农业物联网综合服务管理平台和农场玉米生产物联网管理系统,进行了应用示范。结果表明,本文设计的无线传感器网络技术较好地满足了精细农业应用需求,软硬件皆方便系统集成,适合标准化需求与大规模推广。
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