多功能無線傳感節(jié)點(diǎn)的研究.pdf

1、無線傳感網(wǎng)絡(luò)廣泛地應(yīng)用于國防、軍事、環(huán)境監(jiān)測、交通管理、醫(yī)療衛(wèi)生、抗災(zāi)等領(lǐng)域，尤其在溫室環(huán)境測量、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、大田灌溉、畜牧養(yǎng)殖、林業(yè)等農(nóng)業(yè)中都有很大的應(yīng)用前景和推廣價值。該技術(shù)的深入研究與推廣應(yīng)用將提高我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的科技含量和綜合競爭能力，提高單位面積的勞動生產(chǎn)率和資源產(chǎn)出率，促進(jìn)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)和增收增效，對實現(xiàn)作物生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。 在農(nóng)業(yè)溫室中，將無線傳感網(wǎng)絡(luò)的檢測數(shù)據(jù)應(yīng)用于控制系統(tǒng)，可以進(jìn)一步的促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，實

2、驗室據(jù)此在“十一五”國家863項目支持下，提出了“無線測控網(wǎng)絡(luò)”的概念，實現(xiàn)了溫室環(huán)境檢測和控制的閉環(huán)系統(tǒng)，其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有重大的實際應(yīng)用價值。 無線測控系統(tǒng)中，無線傳感節(jié)點(diǎn)是數(shù)據(jù)檢測和網(wǎng)絡(luò)組成的基本單元，是測控網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵性部件。實驗室前期對此進(jìn)行了研究設(shè)計，但是由于受到傳感節(jié)點(diǎn)能量供給的限制，無線傳感節(jié)點(diǎn)功能相對單一，造成網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)過多，增加了組網(wǎng)的復(fù)雜度。本文在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究無線測控網(wǎng)絡(luò)的傳感器節(jié)點(diǎn)的供電策略和多功能

3、化，即一個節(jié)點(diǎn)可以同時采集多個環(huán)境參數(shù)，實現(xiàn)新能源的利用和優(yōu)化，達(dá)到多功能檢測的效果。目前節(jié)點(diǎn)硬件平臺的研究比較少，因此設(shè)計中對無線測控網(wǎng)絡(luò)中檢測節(jié)點(diǎn)的硬件平臺進(jìn)行了分析和研究，在綜合分析節(jié)點(diǎn)上用于檢測環(huán)境參數(shù)的多個傳感器的輸出信號的特點(diǎn)后，針對不同的數(shù)據(jù)特征，進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)理電路的設(shè)計，實現(xiàn)多參數(shù)的檢測和處理；從節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計方面綜合考慮節(jié)點(diǎn)的低功耗特性，在研究和分析目前制約傳感節(jié)點(diǎn)能量利用的因素的基礎(chǔ)上，結(jié)合國內(nèi)外最新的研究成

4、果，設(shè)計了以太陽能光伏供電為主，備用電池供電為輔的具有智能電源管理的低功耗可擴(kuò)展多功能無線檢測節(jié)點(diǎn)。文中詳細(xì)說明了檢測節(jié)點(diǎn)的硬件電路與軟件實現(xiàn)，全面分析了系統(tǒng)的能耗，并提出了相應(yīng)的節(jié)能策略。將檢測節(jié)點(diǎn)應(yīng)用在實驗室自建的溫室中，結(jié)果表明傳感節(jié)點(diǎn)的多功能化，能夠大大提高系統(tǒng)的集成性，可靠性和穩(wěn)定性，用一個節(jié)點(diǎn)就可以同時檢測到需要的多個環(huán)境參數(shù)，給農(nóng)業(yè)信息的獲取帶來更大的便捷，將無線傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用推廣到農(nóng)業(yè)領(lǐng)域具有很大意義。最后分析實驗結(jié)果，總