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

1、隨著嵌入式計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子通信技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)也成為近年來(lái)國(guó)際上的研究熱點(diǎn)，廣泛地應(yīng)用于軍事、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療和家庭等多個(gè)領(lǐng)域。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Network，WSN）通過(guò)部署大量廉價(jià)的傳感器節(jié)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域的監(jiān)控，并由節(jié)點(diǎn)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(diǎn)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(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，非常適合用于農(nóng)田環(huán)境信息監(jiān)測(cè)。本課題的農(nóng)田

2、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)就是以傳感器網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的。
　　AquaCrop模型是FAO（聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織）組織多國(guó)的科學(xué)家設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的作物生長(zhǎng)模擬模型，可以模擬農(nóng)作物的生長(zhǎng)、發(fā)育和產(chǎn)量形成過(guò)程，進(jìn)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(guó)外學(xué)者對(duì)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(jì)算方法為基礎(chǔ)，開(kāi)發(fā)了產(chǎn)量預(yù)估模型，并以監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，驗(yàn)證了模型模擬產(chǎn)量的正確性。
　　本文工作重

3、點(diǎn)有兩方面的內(nèi)容，分別為農(nóng)田監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和產(chǎn)量預(yù)估模型的設(shè)計(jì)。對(duì)于這兩項(xiàng)內(nèi)容，分別進(jìn)行了以下工作：
　?。?）對(duì)農(nóng)田監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的軟、硬件總體設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了介紹，重點(diǎn)討論了軟件設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集和能量管理部分。數(shù)據(jù)采集是監(jiān)測(cè)系統(tǒng)最主要的功能，能量管理是保證系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。數(shù)據(jù)采集和傳輸主要包括，設(shè)計(jì)ADC驅(qū)動(dòng)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(jì)，終端節(jié)點(diǎn)與Sink節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)上傳格式和存儲(chǔ)方案設(shè)計(jì)，

4、以及數(shù)據(jù)發(fā)送機(jī)制的設(shè)計(jì)，并展示了不同采集模式的采集結(jié)果。
　　對(duì)于能量管理，分析了節(jié)點(diǎn)各構(gòu)成模塊的能耗，并詳細(xì)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(diǎn)的低功耗策略，設(shè)計(jì)了低功耗軟件方案，詳細(xì)描述了節(jié)能所涉及的主要函數(shù)以及實(shí)現(xiàn)過(guò)程，最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了低功耗設(shè)計(jì)可以大大降低節(jié)點(diǎn)能耗。
　?。?）介紹了AquaCrop模型的計(jì)算原理，在該模型基礎(chǔ)上對(duì)產(chǎn)量計(jì)算過(guò)程進(jìn)行了簡(jiǎn)化，設(shè)計(jì)了產(chǎn)量預(yù)估模型。輸入