基于WSN的農(nóng)田監(jiān)測與產(chǎn)量預(yù)估系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著嵌入式計算機技術(shù)、電子通信技術(shù)和自動化技術(shù)的不斷發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)也成為近年來國際上的研究熱點，廣泛地應(yīng)用于軍事、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療和家庭等多個領(lǐng)域。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Network，WSN）通過部署大量廉價的傳感器節(jié)點，可以實現(xiàn)對監(jiān)測區(qū)域的監(jiān)控，并由節(jié)點以多跳自組織的方式將采集數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控終端。傳感器節(jié)點具有體積小、功耗低、組網(wǎng)自組織、自適應(yīng)性和抗干擾性強等優(yōu)點，非常適合用于農(nóng)田環(huán)境信息監(jiān)測。本課題的農(nóng)田

2、監(jiān)測系統(tǒng)就是以傳感器網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)設(shè)計的。
　　AquaCrop模型是FAO（聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織）組織多國的科學(xué)家設(shè)計和開發(fā)的作物生長模擬模型，可以模擬農(nóng)作物的生長、發(fā)育和產(chǎn)量形成過程，進而指導(dǎo)采用合理的管理方式獲得較多的產(chǎn)量收益?，F(xiàn)在國外學(xué)者對此模型的研究和應(yīng)用較多，且在產(chǎn)量模擬方面的效果顯著。因此，本文以該模型產(chǎn)量計算方法為基礎(chǔ)，開發(fā)了產(chǎn)量預(yù)估模型，并以監(jiān)測系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，驗證了模型模擬產(chǎn)量的正確性。
　　本文工作重

3、點有兩方面的內(nèi)容，分別為農(nóng)田監(jiān)測系統(tǒng)和產(chǎn)量預(yù)估模型的設(shè)計。對于這兩項內(nèi)容，分別進行了以下工作：
　　（1）對農(nóng)田監(jiān)測系統(tǒng)的軟、硬件總體設(shè)計和結(jié)構(gòu)進行了介紹，重點討論了軟件設(shè)計的數(shù)據(jù)采集和能量管理部分。數(shù)據(jù)采集是監(jiān)測系統(tǒng)最主要的功能，能量管理是保證系統(tǒng)長時間穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。數(shù)據(jù)采集和傳輸主要包括，設(shè)計ADC驅(qū)動和接口函數(shù)完成了高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換，根據(jù)反演需求完成數(shù)據(jù)周期采集方案的設(shè)計，終端節(jié)點與Sink節(jié)點的數(shù)據(jù)上傳格式和存儲方案設(shè)計，

4、以及數(shù)據(jù)發(fā)送機制的設(shè)計，并展示了不同采集模式的采集結(jié)果。
　　對于能量管理，分析了節(jié)點各構(gòu)成模塊的能耗，并詳細討論了主要耗能模塊MC13224和SIM300C的各種工作模式，確定了節(jié)點的低功耗策略，設(shè)計了低功耗軟件方案，詳細描述了節(jié)能所涉及的主要函數(shù)以及實現(xiàn)過程，最后通過實驗證明了低功耗設(shè)計可以大大降低節(jié)點能耗。
　?。?）介紹了AquaCrop模型的計算原理，在該模型基礎(chǔ)上對產(chǎn)量計算過程進行了簡化，設(shè)計了產(chǎn)量預(yù)估模型。輸入