基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的溫室監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為一種全新的信息獲取和處理技術(shù)，被認(rèn)為是21世紀(jì)的一項(xiàng)挑戰(zhàn)性科研課題。論文針對傳統(tǒng)溫室監(jiān)測系統(tǒng)采用有線傳輸方式容易存在成本高、移動性差、擴(kuò)展不方便等問題，提出了一種采用無線傳輸?shù)慕鉀Q方案——用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)代替原有的物理傳輸線路，這對于促進(jìn)農(nóng)業(yè)監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展和提高農(nóng)業(yè)勞動生產(chǎn)率具有重要意義。論文選題源于課題組承擔(dān)的國家科技部“863”研究計(jì)劃項(xiàng)目，主要對以下內(nèi)容進(jìn)行了研究：首先對溫室監(jiān)測進(jìn)行了需求分析，并以此提出了基于無

2、線傳感器網(wǎng)絡(luò)的溫室監(jiān)測系統(tǒng)的模型，搭建了系統(tǒng)的整體架構(gòu)。接著針對無線溫室監(jiān)測系統(tǒng)的硬件部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并在此基礎(chǔ)上完成了相應(yīng)的軟件開發(fā)。通過軟硬件的結(jié)合，完成了無線溫室監(jiān)測系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集、收集、存儲、分析和統(tǒng)計(jì)功能，實(shí)現(xiàn)了溫室的遠(yuǎn)程監(jiān)測，這將有效地提升溫室的管理水平。硬件部分：從節(jié)點(diǎn)的功能需求出發(fā)，分別基于MSP430F149和LPC2214設(shè)計(jì)了傳感節(jié)點(diǎn)和和匯聚節(jié)點(diǎn)。文章首先分析了兩種節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)組成，然后對節(jié)點(diǎn)上各個(gè)組成模塊的芯

3、片選型與硬件電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)。節(jié)點(diǎn)的電路設(shè)計(jì)，為溫室監(jiān)測系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。軟件部分：開發(fā)了無線通信模塊的驅(qū)動程序，設(shè)計(jì)了一套適用于溫室監(jiān)測的基于最小跳數(shù)的無線通信路由協(xié)議，并對通信中涉及的數(shù)據(jù)包傳輸類型和格式做了相關(guān)規(guī)定。在無線網(wǎng)絡(luò)成功搭建后，又在匯聚節(jié)點(diǎn)上對以太網(wǎng)通信協(xié)議進(jìn)行了移植，實(shí)現(xiàn)了無線網(wǎng)絡(luò)與以太網(wǎng)的互連。基于Google Map API在遠(yuǎn)程終端開發(fā)了監(jiān)測平臺，實(shí)現(xiàn)了用戶對溫室的遠(yuǎn)程監(jiān)測，方便了系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)的集中管理。傳感

4、節(jié)點(diǎn)的程序開發(fā)調(diào)試環(huán)境為IAR Embedded Workbench Evaluation for MSP430，匯聚節(jié)點(diǎn)采用ARM Developer Suite開發(fā)。系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)測平臺的開發(fā)是借助于Google Map API和Ajax技術(shù)完成的，數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建采用的是Microsoft SQL Server 2000。最后通過在北京小湯山現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技示范園的試驗(yàn)，驗(yàn)證了系統(tǒng)的有效性。系統(tǒng)的成功搭建，對于發(fā)展農(nóng)業(yè)自動化、提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平