无线传感器网络在设施农业中的应用分析.pdfVIP

摘要 设施农业是一种现代化的农业生产方式，它利用农业设施、工程技 术和管理技术等现代化设备和技术，在可控环境下调节农作物生长的环 境，降低农业生产对自然生产环境的依赖，同时充分利用环境资源和生 物潜能，达到农产品的品质和产量的高效提升。农业生产环境数据信息 监测是开展设施农业的前提条件，为了给管理者提供调节农业环境的决 策依据，必须实时采集并记录农作物的生长环境。本论文以食用菌栽培 菇房作为设施农业的例子，研究无线传感器网络在菇房环境监控中的应 用。由于食用菌栽培区域有面积大的特点，而食用菌对环境敏感、产品 价格不高，而无线传感器网络具有规模大、成本低、自组织等优势，非 常适合应用于食用菌栽培菇房环境监测。 本论文的主要研究工作如下： 首先，结合菇房环境监控的需求，提出了典型的设施农业监控系统 在应用中存在的问题和不足，分析了无线传感器网络的优势及其在菇房 监控系统中的适用性。接着研究了菇房无线传感器网络监控系统要实现 的功能和结构，设计了系统总体方案，以满足食用菌栽培区域规模大、 菇房需求差异以及系统可靠性的特征。 其次，对菇房无线传感器网络的路由技术进行了研究。针对菇房实 际情况，选择节点部署方式，并为菇房无线传感器网络设计了一种基于 菇房编号的能量均衡路由协议，以满足数据传输的需求，并降低和平衡 网络的能量消耗，延长网络生存时间。 接着，研究了菇房无线传感器网络监控系统的分级数据融合算法。 该分级数据融合算法分为三级，采集的数据逐步在单个传感器节点、簇 首节点和基站进行数据融合，以解决传感器网络中数据冗余的问题，提 高数据监测的精度，大幅降低网络能耗，提升整个网络的性能。 最后，搭建菇房无线传感器网络监控系统的实验平台，采用 MicrosoftVisualC++开发监控系统软件，进行系统实验验证。 关键词：无线传感器网络，设施农业，菇房，路由协议，数据融合 ABSTRACT is oneofthemodem uses and Facilityagriculture agriculture．Itfacilities，engineering of structureor the managementtechnology particular performance，toimproveagricultural environmentundercontr01．Itsistomakefull useofnaturaland purpose biologicalresources，break outof onthenaturalenvironmenttoacertain achieveefficient dependence extent，and production． informationisthe of order Agriculturalproduction monitoringpremisefacilityagricultural．In tomakerecordof andenvironmentinformationforthe and thus crop’Sgrowth monitoringsystem thebasisfor tomake needtocollectthe env