基于移动3S技术的农田信息实时采集终端的设计与实现

论文摘要

农田信息采集是“精确农业”首要任务,是现代化农业和数字化农业的研究重点。其主要内容是对农田地理环境、土壤结构、气候参数和农作物生长状况等信息,实现动态化、移动化和实时化精确采集,在这一要求下,传统的人工采集和固定点传感器采集已经不能满足要求。在这一背景下,本文研究具有无线传输功能的,基于手持设备的农田信息移动采集终端,该终端既能满足现代化农田数据采集需要,又能为农业GIS系统和农业专家决策系统服务,是农业部十一五规划中“建立农业移动智能信息服务系统”的核心内容。本论文主要任务是：在基于32位嵌入式微处理器(S3C2410)的手持开发硬件平台上,通过移植嵌入式Windows CE系统,结合GPS技术、无线通讯技术、图像采集技术和传感器等技术开发实现“基于移动3S技术的农田信息实时采集终端”,并探讨该技术在农田信息实时化采集上的应用。其中除了硬件平台,主要功能模块(如传感器模块、GPRS无线传输模块、GPS模块和USB摄像头模块)均采用串口外接方式接入终端。移动终端不仅可以实现农田空间信息、参数信息和图像信息的移动化采集,还可以预览该地区农业GIS信息,并能够通过无线通讯模块接入GPRS无线网络,实现和农田WebGIS主站的双向通讯,实时传递信息和接收命令。论文从农田研究人员的实际需求出发,明确系统需求和基本功能,并通过对相关技术的详细分析阐述了“基于移动3S技术的农田信息实时采集终端”的理论和技术依据。在此前提下,设计了总体结构框架,搭建了系统运行的软硬件平台,利用软件工程思想设计开发上层应用软件,最后介绍了系统的人机接口界面,总结了设计的成果与存在问题,并对未来作出展望。论文研究主要涉及嵌入式开发技术、3S集成技术、图像采集技术、移动计算技术、无线通讯技术、GPS定位导航等技术以及计算机科学和空间信息科学等领域。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题来源及研究背景
• 1.1.1 课题来源
• 1.1.2 研究背景
• 1.2 国内外研究动态
• 1.3 主要研究内容
• 第二章 系统总体框架和软硬件选择
• 2.1 需求分析
• 2.2 系统总体设计
• 2.3 硬件平台选择
• 2.3.1 嵌入式处理器S3C2410
• 2.3.2 手持开发板选择
• 2.4 软件平台（Windows CE.NET）选择
• 2.5 软件开发工具选择
• 第三章 Windows CE.NET操作系统的定制和移植
• 3.1 Windows CE.NET的设计目标及特点
• 3.2 Windows CE.NET操作系统模型
• 3.3 驱动程序的开发
• 3.4 平台配置文件的开发
• 3.5 Windows CE.NET内核定制与移植
• 第四章 移动终端的数据采集模块设计
• 4.1 传感器模块设计
• 4.1.1 传感器技术概述
• 4.1.2 温湿度传感器选择
• 4.1.3 温湿度传感器模块数据采集
• 4.1.4 串口通讯模块软件设计
• 4.2 GPS软件模块设计
• 4.2.1 GPS概述
• 4.2.2 GPS系统组成
• 4.2.3 GPS数据格式
• 4.2.4 GPS采集软件及算法详细设计
• 4.3 图像采集模块驱动及软件设计
• 4.3.1 图像采集模块硬件构成
• 4.3.2 USB摄像头驱动开发
• 第五章 移动终端无线通信模块软硬件设计
• 5.1 无线通讯技术
• 5.2 无线通讯模块硬件部分实现
• 5.2.1 无线通讯模块介绍
• 5.2.2 无线通讯模块扩展电路设计及说明
• 5.2.3 模式转换及跳线选择
• 5.3 无线通讯模块软件实现
• 5.3.1 GPRS通讯流程
• 5.3.2 UDP与TCP传输方式编程
• 5.3.3 GPRS通讯软件详细设计
• 第六章 系统调试与小结
• 6.1 系统调试
• 6.1.1 操作系统内核调试
• 6.1.2 应用软件调试
• 6.2 结论
• 6.3 问题与展望
• 参考文献
• 致谢
• 研究生期间撰写发表的论文