基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)作物生長環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著傳感器技術(shù)、無線通信技術(shù)及相關(guān)技術(shù)在近幾十年的進步和發(fā)展，促使無線傳感器網(wǎng)絡(luò)得到了迅速的發(fā)展，由于其潛在的廣泛應(yīng)用領(lǐng)域，例如從智能農(nóng)業(yè)，智能醫(yī)療，智能家庭，到軍事應(yīng)用，因此得到了學(xué)術(shù)界、工業(yè)界的廣泛關(guān)注。而目前“精細(xì)農(nóng)業(yè)”也得到眾多國家的關(guān)注和試驗研究，世界各國都面臨著如何提高農(nóng)產(chǎn)品的國際市場競爭力和實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的挑戰(zhàn)。因此，研究如何利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)“精細(xì)農(nóng)業(yè)”，來提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的科學(xué)管理化水平，對于實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

2、豐產(chǎn)豐收，提高農(nóng)產(chǎn)品市場競爭力，具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。
　　本文在充分分析目前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在精細(xì)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的各種應(yīng)用的基礎(chǔ)上，根據(jù)建三江紅衛(wèi)農(nóng)場科技示范園農(nóng)作物生長監(jiān)視系統(tǒng)項目的實際需求，研究如何利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來實現(xiàn)應(yīng)用場景中的農(nóng)作物生長信息的遠程采集、傳輸、處理和監(jiān)測數(shù)據(jù)呈現(xiàn)。
　　首先，本文針對項目的功能要求和技術(shù)指標(biāo)，進行需求分析，提出了系統(tǒng)設(shè)計的總體方案，并在此基礎(chǔ)上，提出硬件總體設(shè)計方案和軟件設(shè)

3、計方案。在硬件設(shè)計方案中，對目前無線傳感器節(jié)點的架構(gòu)方案進行了調(diào)研、比較和分析，確定了微控制器與無線射頻收發(fā)器相結(jié)合的無線傳感器節(jié)點設(shè)計架構(gòu)。并通過調(diào)研、對比和分析不同的微控制器和無線射頻收發(fā)器，確定了合適的微控制器和無線射頻收發(fā)器方案。在軟件設(shè)計方案中，與硬件方案相對應(yīng)的，確定了開發(fā)協(xié)議棧、開發(fā)環(huán)境以及低功耗設(shè)計方案。
　　其次，在需求分析和方案設(shè)計的基礎(chǔ)上，結(jié)合項目的需求，開展系統(tǒng)的軟硬件詳細(xì)設(shè)計。在硬件詳細(xì)設(shè)計中，對無線傳感

4、器節(jié)點的傳感器模塊、微控制器模塊、無線射頻模塊以及電源模型分別進行了設(shè)計；在軟件設(shè)計中，首先對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)調(diào)器節(jié)點、路由器節(jié)點和終端節(jié)點的軟件進行設(shè)計，其次對終端節(jié)點的低功耗設(shè)計進行分析和實現(xiàn)；
　　最后，對包括單個無線傳感器節(jié)點的傳感器接口能力、通信性能和功耗特性、農(nóng)作物生長環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)進行了測試與分析；實際測試結(jié)果表明，本文所設(shè)計的農(nóng)作物生長監(jiān)測系統(tǒng)具有工作穩(wěn)定、較高性能和低功耗特性，通過裝配不同類型的傳感器，可以應(yīng)用