多功能無線傳感節(jié)點的研究.pdf

1、無線傳感網絡廣泛地應用于國防、軍事、環(huán)境監(jiān)測、交通管理、醫(yī)療衛(wèi)生、抗災等領域，尤其在溫室環(huán)境測量、精準農業(yè)、大田灌溉、畜牧養(yǎng)殖、林業(yè)等農業(yè)中都有很大的應用前景和推廣價值。該技術的深入研究與推廣應用將提高我國農業(yè)生產的科技含量和綜合競爭能力，提高單位面積的勞動生產率和資源產出率，促進高產優(yōu)質和增收增效，對實現(xiàn)作物生產的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。 在農業(yè)溫室中，將無線傳感網絡的檢測數(shù)據(jù)應用于控制系統(tǒng)，可以進一步的促進農業(yè)生產的發(fā)展，實

2、驗室據(jù)此在“十一五”國家863項目支持下，提出了“無線測控網絡”的概念，實現(xiàn)了溫室環(huán)境檢測和控制的閉環(huán)系統(tǒng)，其在農業(yè)生產中具有重大的實際應用價值。 無線測控系統(tǒng)中，無線傳感節(jié)點是數(shù)據(jù)檢測和網絡組成的基本單元，是測控網絡中的關鍵性部件。實驗室前期對此進行了研究設計，但是由于受到傳感節(jié)點能量供給的限制，無線傳感節(jié)點功能相對單一，造成網絡中節(jié)點過多，增加了組網的復雜度。本文在此基礎上進一步研究無線測控網絡的傳感器節(jié)點的供電策略和多功能

3、化，即一個節(jié)點可以同時采集多個環(huán)境參數(shù)，實現(xiàn)新能源的利用和優(yōu)化，達到多功能檢測的效果。目前節(jié)點硬件平臺的研究比較少，因此設計中對無線測控網絡中檢測節(jié)點的硬件平臺進行了分析和研究，在綜合分析節(jié)點上用于檢測環(huán)境參數(shù)的多個傳感器的輸出信號的特點后，針對不同的數(shù)據(jù)特征，進行數(shù)據(jù)調理電路的設計，實現(xiàn)多參數(shù)的檢測和處理；從節(jié)點的硬件設計和軟件設計方面綜合考慮節(jié)點的低功耗特性，在研究和分析目前制約傳感節(jié)點能量利用的因素的基礎上，結合國內外最新的研究成

4、果，設計了以太陽能光伏供電為主，備用電池供電為輔的具有智能電源管理的低功耗可擴展多功能無線檢測節(jié)點。文中詳細說明了檢測節(jié)點的硬件電路與軟件實現(xiàn)，全面分析了系統(tǒng)的能耗，并提出了相應的節(jié)能策略。將檢測節(jié)點應用在實驗室自建的溫室中，結果表明傳感節(jié)點的多功能化，能夠大大提高系統(tǒng)的集成性，可靠性和穩(wěn)定性，用一個節(jié)點就可以同時檢測到需要的多個環(huán)境參數(shù)，給農業(yè)信息的獲取帶來更大的便捷，將無線傳感網絡應用推廣到農業(yè)領域具有很大意義。最后分析實驗結果，總