基于無線傳感器網絡的農作物生長環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設計與實現(xiàn).pdf

1、隨著傳感器技術、無線通信技術及相關技術在近幾十年的進步和發(fā)展，促使無線傳感器網絡得到了迅速的發(fā)展，由于其潛在的廣泛應用領域，例如從智能農業(yè)，智能醫(yī)療，智能家庭，到軍事應用，因此得到了學術界、工業(yè)界的廣泛關注。而目前“精細農業(yè)”也得到眾多國家的關注和試驗研究，世界各國都面臨著如何提高農產品的國際市場競爭力和實現(xiàn)農業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標的挑戰(zhàn)。因此，研究如何利用無線傳感器網絡實現(xiàn)“精細農業(yè)”，來提升農業(yè)生產過程中的科學管理化水平，對于實現(xiàn)農業(yè)生產

2、豐產豐收，提高農產品市場競爭力，具有重要的理論意義和應用價值。
　　本文在充分分析目前無線傳感器網絡技術在精細農業(yè)領域的各種應用的基礎上，根據建三江紅衛(wèi)農場科技示范園農作物生長監(jiān)視系統(tǒng)項目的實際需求，研究如何利用無線傳感器網絡技術來實現(xiàn)應用場景中的農作物生長信息的遠程采集、傳輸、處理和監(jiān)測數據呈現(xiàn)。
　　首先，本文針對項目的功能要求和技術指標，進行需求分析，提出了系統(tǒng)設計的總體方案，并在此基礎上，提出硬件總體設計方案和軟件設

3、計方案。在硬件設計方案中，對目前無線傳感器節(jié)點的架構方案進行了調研、比較和分析，確定了微控制器與無線射頻收發(fā)器相結合的無線傳感器節(jié)點設計架構。并通過調研、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。在軟件設計方案中，與硬件方案相對應的，確定了開發(fā)協(xié)議棧、開發(fā)環(huán)境以及低功耗設計方案。
　　其次，在需求分析和方案設計的基礎上，結合項目的需求，開展系統(tǒng)的軟硬件詳細設計。在硬件詳細設計中，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計；在軟件設計中，首先對無線傳感器網絡中的協(xié)調器節(jié)點、路由器節(jié)點和終端節(jié)點的軟件進行設計，其次對終端節(jié)點的低功耗設計進行分析和實現(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；實際測試結果表明，本文所設計的農作物生長監(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，可以應用