基于无线传感器网络的温室温湿度监测系统研究(2)

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国内有关无线传感器网络的研究也很快跟进，清华大学、西北工业大学、国防科技大学、中科院上海微系统研究所、沈阳自动化所等单位。。引从２００２年起丌展了无线传感器网络的相关研究。从２００３年起，国家自然科学基会设立了２０个与传感器网络关键技

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术相关的研究项目和重点项目，并带来了传感器网络技术研究的热潮。２００４年底，国家发改委丌始关注传感器网络的发展，并从２００５年丌始将传感器网络纳入下一代互联网络试验与应用示范项目中，一方面推进传感器网络本身的技术发展，另一方面直接支持传感器网络与ＩＰｖ６网络融合的路由等相关技术，有包括中科院计算所在内的数家单位获得了本项目的支持ｍ’旧叫¨。２００６年初，国务院发布“国家中长期科学和技术发展规划纠要（２００６．２０２０）”，将传感器网络及其智能信息处理技术作为信息产业及现代服务业领域中的优先发展课题之一心２１。截止２００８年，中科院上海微系统己经通过系统继承的方式完成了终端节点和基站的丌发，研制成功各种适合不同使用环境的无线监控网络心３１；中科院沈阳自动化所提出具有自主知识产权的工业无线网络ＷＩＡ技术体系，并丌发出工业无线网络ＷＩＡ系列产品出４１：浙江大学现代控制工程研究研究所成立了“无线传感器网络控制实验室”，联合相关单位专门从事面向传感器网络的分布自治系统关键技术及协调控制理论方面的研究拓引。在市场上推广应用比较多的是ＺｉｇＢｅｅ模块，北京Ｈｅｌｉｃｏｍ公司、深圳金图旭昂公司、成都无线龙公司和中科院计算所宁波分所都有相关产品，对无线传感器网络的研究推广做出一定的贡献。但整体而吉‘，从研究的深度和投入的力量来说，国内的水平相对落后，从问题的点上研究较多，缺少对整个系统的创新性研究，具有自主知识产权较少，这和我国无线传感器网络飞速发展的市场需求不相称，因此有很多工作要做。

１．２．２温室测控系统研究现状

世界上温室生产最发达的国家是荷兰，其温室以大型玻璃温室为主体，现有大型连栋玻璃温室面积１．１力．ｈｍ２，约占世界玻璃温室的１／４，居世界之首心６｜。此外，其他国家也广泛地把现代化温室技术运用到作物的种植中。英国的智能温室系统、西班牙和奥地利的遥控温室系统都是计算机控制与管理在温室中的成功应用瞳７１。美国丌发的计算机控制与管理系统可以根据温室作物的特点和要求，对温室内光照、温度、水、气、肥等诸多因子进行自动调控，还可利用差温管理技术实现对花卉、果蔬等产品的丌花和成熟期进行控制，以满足生产和市场的需要。目前，美国已将全球定位系统、电脑和遥感遥测等高新技术应用于温室生产。

温室环境；！！Ｊ１０控技术在许多发达国家如荷兰、美国、以色列等已相当先进，能够达到

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对多因素综合控制的水平，但其价格昂贵，维护不方便，以荷兰为代表的欧美国家温室测控系统丌始向网络化、无线化方向发展¨…。２００２年英特尔公司率先在俄勒冈州建立了第一个无线葡萄园，用于测量葡萄园中环境的细微变化。传感器节点被分布在葡萄园的每个角落，每隔一分钟检测一次土壤温度、湿度或该区域的有害物的数量以确保葡萄可以健康生长，进而获得大丰收。

国内有关温室环境监控方面的研究起步较晚。温室环境测控设备大都是随着大型现代化温室一同引进的，由于规模大，能耗大，造价高，己被实践证明不适宜于我国的国情，更谈不上经济效益。随后出现了一些团外的仿造产品，造价仍较高，且处于实验阶段，故推广使用价值不大。近几年来，我国在温室结构和温室控制两方面丌展了不少研究。“九五”、“十五”及“８６３”计划都对此给予了很大资助。北京农业大学研制成功“ＷＪＧ．１型实验温室环境监控计算机管理系统”；吉林工业大学研制成功用于温室的智能喷水控制器，能够根据温室内的温度、湿度和光照度来自动调节喷水量：中国农业机械化科学研究院研制成功新型智能温室，由大棚本体、通风降温系统、太阳能贮存系统、燃油热风加热系统、灌溉系统和计算机环境参数测控系统等组成心争＝’¨。还有许多高等院校和科研院所都在进行温室控制系统的相关研究，并且许多单位都己建超或将要建起温室监控系统的总体框架。

随着无线传感器网络技术的快速发展，人们也丌展了温室无线监测系统的应用研究。例如：北京市科委计划项目“蔬菜生产智能网络传感器体系研究与应用’’『Ｆ式把无线传感器网络示范应用于温室农作物生产中；２００８年１０月，上海市计算机研究所研发三部已将自主知识产权的自组织树型无线传感器网络系统应用到了上海奉贤花卉大棚监测系统中，大大提高了工作效率。坩’。到目前为止，能够真『Ｆ的满足实际应用的案例还非常少，还需要长期的研究和探索。

１．３本课题研究主要内容及论文组织结构

在深入了解国内外温室监控系统研究现状的基础上，根据现代无线技术的发展，介绍了一种新型的基于无线传感器网络的温室环境温湿度监控系统的解决方案。该系统采用多个集温度、湿度传感器于一体的传感器模块，分散的采集温室中的环境参数，建立多跳自组网，并利用ＺｉｇＢｅｅ无线通讯技术，将采集到的数据传送到终端监控中心。监

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控终端负责环境信息的图形化显示、实时查询、统计分析和超限报警等。该系统避免了温室中布线的繁琐，同时该系统有体积小，可重复利用，便于安放等优点。

１．３．１本文主要研究内容

一、传感器节点硬件和软件系统的研究

传感器节点是整个网络的最基本单元。目前市场上应用最广泛的是Ｃｒｏｓｓｂｏｗ公司推出的Ｍｉｃａｚ系列节点，但其存在价格昂贵、接口特殊，必须依赖其特殊程序下载硬件的缺点。

针对此类问题，论文第三章详细研究了传感器节点的组成结构，设计了节点硬件电路，并在Ｍｉｃａｚ节点的基础上，增加了ＪＴＡＧ口、ＩＳＰ口和串口，能够节省大量费用，方便无线传感器网络爱好者自行研制节点。此外，还对ＹｉｎｙＯＳ。”。３们操作系统的移植进行相关研究。

二、无线传感器网络数据融合算法研究

无线传感器网络具有区别于其他网络的特殊之处：

（１）传感器节点数量庞大，密集部署，协同合作：

（２）传感器节点的能源、计算能力和存储能力非常有限；

（３）由于环境和能量因素，导致无线传输的数据易受干扰，传感器节点易失效；（４）无线传感器网络以数据为中心。

『Ｆ是因为这些特点，采用各个节点单独传输数据到汇聚节点的方法显然是不合适的。因为网络存在大量冗余信息，不仅会浪费大量通信带宽、能量资源，还会降低信息的收集效率，甚至造成网络的瘫痪。

为避免上述问题，就需要使用数据融合技术，即在传输过程中对数据进行综合处理，得出更为准确完整、更符合用户需求的信息。本文在第四章对无线传感器网络数据融合技术进行了研究，深入研究网内自适应融合算法，对传统的簇内自适应融合算法进行改进，以提高数据测量精度。

三、终端监控管理软件的设计

无线传感器网络的分析与管理是无线传感器网络研究和应用中的一个重点和难点，网络的分析与管理需要一个后台系统的支持。无线传感器网络更类似一个工具，像计算

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机一样，很多行业的人都需要这种技术来进行他们的各自研究和部署，这就导致需求是各式各样的。能够定制的人机交 …… 此处隐藏：2514字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……