一種適用于野外遙感實驗的無線數(shù)據(jù)終端系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著無線傳感器網(wǎng)路技術(shù)的飛速發(fā)展，依靠無線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息采集和動態(tài)監(jiān)測的技術(shù)在小區(qū)安保、智能家具、危險區(qū)域信號采集、智能交通等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用并創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)價值和社會價值。
　　中國科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所環(huán)境健康遙感研究室、國家林業(yè)局“濕地生態(tài)系統(tǒng)評價試點示范應(yīng)用”項目組聯(lián)合組織野外遙感實驗團(tuán)隊，在完成四川若爾蓋、呼倫貝爾、扎陵湖等地區(qū)的遙感系列科學(xué)實驗中遇到諸如溫度、濕度、高海拔氣壓、風(fēng)速等自然環(huán)境的復(fù)雜變化導(dǎo)致部

2、分科研人員身體不適，導(dǎo)致部署 GPS控制點的一些同學(xué)迷路，飽受饑寒交迫之苦。嚴(yán)重影響了科研人員的身體健康，使科研實驗工作受阻。急需一種簡便易攜帶的集大氣參數(shù)實時采集分析、天氣預(yù)報、健康參數(shù)信息實時采集監(jiān)測分析及運動軌跡信息實時采集監(jiān)測分析于一體的適用于野外遙感實驗的無線數(shù)據(jù)終端系統(tǒng)。
　　本課題是在上述背景下提出的，目的在于搭建基于 Zigbee的適用于野外遙感的無線數(shù)據(jù)終端系統(tǒng)，改進(jìn)傳統(tǒng)的地理空間路徑距離算法，為提高科研人員的野

3、外工作效率，改進(jìn)科研方法，保證安全，提高科研效果提供了完整的解決方案。
　　本文的貢獻(xiàn)之一是設(shè)計并實現(xiàn)一種適用于野外遙感實驗的無線數(shù)據(jù)終端系統(tǒng)。首先通過分析科研人員野外工作實驗的環(huán)境復(fù)雜且變化緩慢、時間周期長、科研人員身體狀況易受影響等客觀條件，并根據(jù) Zigbee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)特點，完成對大氣參數(shù)采集傳感器、健康參數(shù)采集傳感器、地理位置信息采集傳感器、Zigbee無線收發(fā)模塊的采購和信號的整合；然后根據(jù)WPF、Bing m

4、aps等軟件技術(shù)，依托改進(jìn)的地理空間路徑距離計算算法完成系統(tǒng)軟件各個模塊的設(shè)計與實現(xiàn)，并考慮天氣的原因調(diào)用中央氣象臺的Web Service服務(wù)完成天氣預(yù)報功能；最后完成硬件模塊和軟件模塊的總體設(shè)計和系統(tǒng)的集成。
　　本文的貢獻(xiàn)之二是利用小區(qū)域范圍內(nèi)經(jīng)線和緯線是垂直的的屬性推導(dǎo)出了一種地理空間路徑距離計算算法，暫且叫做 NewRemoteGeo算法。在對傳統(tǒng)的基于立體幾何球面模型的地理空間路徑距離計算算法和Apache lucen

5、e的spatial4j工具包中的Haversine算法研究分析的基礎(chǔ)上，針對它們存在的計算精度差、計算性能不好、算法復(fù)雜等問題，結(jié)合適用于野外遙感實驗的無線數(shù)據(jù)終端系統(tǒng)對地理空間路徑距離的計算點對數(shù)目多、精度高、頻度大的具體應(yīng)用要求，利用小區(qū)域范圍內(nèi)經(jīng)線和緯線是垂直的的屬性推導(dǎo)出了一種地理空間路徑距離計算算法—NewRemoteGeo算法，該算法在不失精度的情況下，優(yōu)化和提高了計算性能。
　　本文設(shè)計和實現(xiàn)的適用于野外遙感實驗的無