基于无线传感器的农业环境监测系统毕业设计

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1、 3 前 言 我国是世界上设施栽培面积最大的国家，而且近几年国产连栋温室每年以新增 100150 万公顷的面积快速发展。 引导温室用户根据作物的要求进行环境因子的调节以 获得作物产量和品质的提高，是温室环境因子调控决策支持系统的主要目标和方向。然 而，目前的温室测控系统大多采用有线布网、人工测量，导致现场安装困难，工作效率 偏低，测量精度差，这不仅大大增加了电气工程施工费用，也导致施肥等工作困难；此 外，系统中的每个监控点没有自组织功能和自愈能力，维护工作量大，也不利于系统升 级。因此，为了实现温室农作物的优质、高产和高效，开发和研制一种新型的温室环境 测控系统是十分必要的。 无线传感器网络技

2、术是现代传感器技术、微电子技术、通信技术、嵌入式计算技术和分 布式信息处理技术等多个学科的综合。把无线传感器刚络技术引入到温室大棚生产中 来，农业将有可能逐渐地从以人力为中心，依赖于孤立的生产模式转向以信息和软件为 中心的生产模式。从而实现温室信息采集自动部署、自组织传输和智能控制、大幅度提 高单位面积的劳动生产率和资源产出率、改善温室等设施内工作环境和工作条件、提高 工作效率、保障农民身体健康、提高农民生活质量，有助于解决“三农”问题，对实现 温室作物生产的可持续发展具有重要意义。 4 1 无线传感器系统概述 1.1 无线传感器技术 无线传感器网络是由部署在监测区域内部或附近的大量廉价的、具

3、有通信、感测及 计算能力的微型传感器节点通过自组织构成的“智能”测控网络。无线传感器网络在军 事、农业、环境监测、医疗卫生、工业、智能交通、建筑物监测、空间探索等领域有着 广阔的应用前景和巨大的应用价值，被认为是未来改变世界的十大技术之一、全球未来 四大高技术产业之一。 1.2 研究背景 随着无线技术的快速发展和日趋成熟，无线通信也发展到一定的阶段，其发展的技 术越来越成熟，方向也越来越多，越来越重要，大量的应用方案开始采用无线技术进行 数据采集和通信。 微机电系统和低功耗高集成数字设备的发展，使得低成本、低功耗、小体积的传感 器节点得以实现。这样的节点配合各类型的传感器，可组成无线传感器网络

4、（WSN） 。 无线传感网络是一种开创了新的应用领域的新兴概念和技术。广泛应用于战场监视、大 规模环境监测和大区域内的目标追踪等领域。传感技术、传感网络已经被认定为最重要 的研究之一。因为无线传感器网络节点一般采用电池供电，工作环境通常比较恶劣，而 且数量大、 更换非常困难， 所以低功耗是无线传感器网络最重要的设计准则之一， 因此， 它迫切需要对传统的嵌入式应用开发进行更新和改进，需要精心设计的软硬件系统，以 使其可靠而耐用。 2003 年,美国 技术评论 杂志论述未来新兴十大技术时,WSN 被列为第一;美国 今 日防务杂志更认为 WSN 的应用和发展将引起一场划时代的军事技术革命和未来战争 的变革。 可以预测,WSN 是信息感知和采集的一场革命,是 21 世纪最重要的技术之一2。 低功耗无线传感模块，便是组成无线传感网络的节点。此方面的研究由来已久，是计算 机应用的扩展，采用了大规模集成电路和嵌入式技术，使用智能微处理器对采集到的信 息进行处理和加工。现已广泛应用于社会建设的各个层面和人们的日常生活当中。但过 去的研究有的只考虑低功耗而性能不高， 有的性能高但是功耗