基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)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(jìn)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(guó)家的關(guān)注和試驗(yàn)研究，世界各國(guó)都面臨著如何提高農(nóng)產(chǎn)品的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和實(shí)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(shí)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(duì)于實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

2、豐產(chǎn)豐收，提高農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)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(chǎng)科技示范園農(nóng)作物生長(zhǎng)監(jiān)視系統(tǒng)項(xiàng)目的實(shí)際需求，研究如何利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)應(yīng)用場(chǎng)景中的農(nóng)作物生長(zhǎng)信息的遠(yuǎn)程采集、傳輸、處理和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)。
　　首先，本文針對(duì)項(xiàng)目的功能要求和技術(shù)指標(biāo)，進(jìn)行需求分析，提出了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體方案，并在此基礎(chǔ)上，提出硬件總體設(shè)計(jì)方案和軟件設(shè)

3、計(jì)方案。在硬件設(shè)計(jì)方案中，對(duì)目前無線傳感器節(jié)點(diǎn)的架構(gòu)方案進(jìn)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(diǎn)設(shè)計(jì)架構(gòu)。并通過調(diào)研、對(duì)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(jì)方案中，與硬件方案相對(duì)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(jì)方案。
　　其次，在需求分析和方案設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，結(jié)合項(xiàng)目的需求，開展系統(tǒng)的軟硬件詳細(xì)設(shè)計(jì)。在硬件詳細(xì)設(shè)計(jì)中，對(duì)無線傳感

4、器節(jié)點(diǎn)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(jìn)行了設(shè)計(jì)；在軟件設(shè)計(jì)中，首先對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)、路由器節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)的軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，其次對(duì)終端節(jié)點(diǎn)的低功耗設(shè)計(jì)進(jìn)行分析和實(shí)現(xiàn)；
　　最后，對(duì)包括單個(gè)無線傳感器節(jié)點(diǎn)的傳感器接口能力、通信性能和功耗特性、農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試與分析；實(shí)際測(cè)試結(jié)果表明，本文所設(shè)計(jì)的農(nóng)作物生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)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