基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境自動監(jiān)控系統(tǒng)研究.pdf

1、設(shè)施農(nóng)業(yè)的核心是對設(shè)施內(nèi)部環(huán)境能夠有效調(diào)控，營造適于生物生長發(fā)育及農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮的最佳環(huán)境條件。因此，對設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境自動監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)的研究具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。 現(xiàn)有的設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)主要采用有線通信技術(shù)，如串行總線技術(shù)和現(xiàn)場總線技術(shù)進(jìn)行通信。這種系統(tǒng)雖然具有設(shè)備互操作性好、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但存在穩(wěn)定性差、可靠性低、部署困難、安裝及維護(hù)成本高等不足，從而極大地限制了其在設(shè)施農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的推廣應(yīng)用。作為一種新興

2、的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（wirelesssensornetworks，WSN）具有精度高、靈活性強(qiáng)、可靠性好、價格低廉等優(yōu)點(diǎn)，可以有效克服上述缺陷。因此，論文開展WSN在設(shè)施農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用研究。論文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下： 1、分析了論文的選題背景和選題意義，綜述了國內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀，提出了論文的研究內(nèi)容和論文結(jié)構(gòu)。 2、提出了基于WSN的設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境自動監(jiān)控系統(tǒng)（WSN-FAEAM）的整體結(jié)構(gòu)。WSN-FAEAM系

3、統(tǒng)主要由WSN、Sink（匯節(jié)點(diǎn)或網(wǎng)關(guān)）、主干網(wǎng)和用戶網(wǎng)絡(luò)等組成。WSN由傳感器節(jié)點(diǎn)以AdHoc方式組成。主干網(wǎng)主要是指GSM、Internet和衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)等。 3、提出了WSN-FAEAM系統(tǒng)的協(xié)議棧。該協(xié)議棧對IEEE802.15.4／ZigBee方案進(jìn)行了改進(jìn)。 4、研制了WSN-FAEAM系統(tǒng)的Sink，實(shí)現(xiàn)了傳感器網(wǎng)絡(luò)與主干網(wǎng)之間的透明互聯(lián)。 5、研制了WSN-FAEAM系統(tǒng)的各種傳感器節(jié)點(diǎn)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。所

4、研制的節(jié)點(diǎn)遵循IEEEStd1451.0TM-2007和IEEEStd1451.5TM-2007標(biāo)準(zhǔn)。 6、提出了WSN-FAEAM系統(tǒng)的MAC層協(xié)議S-MAC+和路由協(xié)議MCFA+，并在TinyOS操作系統(tǒng)上，采用nesC語言編程實(shí)現(xiàn)了S-MAC+協(xié)議和MCFA+協(xié)議。進(jìn)而，實(shí)現(xiàn)了WSN-FAEAM系統(tǒng)的協(xié)議棧。 7、建立了WSN-FAEAM系統(tǒng)中傳感器節(jié)點(diǎn)的校正引擎，主要負(fù)責(zé)對各種傳感數(shù)據(jù)進(jìn)行靜態(tài)誤差補(bǔ)償。

5、8、在MicrosoftVisualC++6.0、NationalInstrumentsLabVIEW8.6等環(huán)境下，開發(fā)了WSN-FAEAM系統(tǒng)的上位機(jī)管理軟件，包括后臺管理軟件和數(shù)據(jù)管理軟件兩個子系統(tǒng)。 9、定義了WSN-FAEAM系統(tǒng)的安全框架，提出了WSN-FAEAM系統(tǒng)的安全機(jī)制和安全部署方案。 10、研制了WSN-FAEAM系統(tǒng)，該系統(tǒng)對農(nóng)業(yè)設(shè)施內(nèi)部生物生長發(fā)育的環(huán)境條件，實(shí)現(xiàn)了自動、遠(yuǎn)程、實(shí)時監(jiān)控。