溫室無線傳感網(wǎng)絡的網(wǎng)絡協(xié)議與控制節(jié)點的研究.pdf

1、溫室培育是我國農業(yè)的重要發(fā)展方向之一。經過近幾十年的發(fā)展，我國的溫室培育技術在高科技經濟及信息產業(yè)化發(fā)展的帶動下，已經甩開步伐、以高速增長之姿態(tài)邁步騰飛。溫室培育的經濟收益非常高、前景被普遍看好，然而在溫室的監(jiān)測與控制方面，我國的溫室管理水平還存在智能化程度低、技術手段落后的問題，例如不能實時傳送溫室的各項參數(shù)，從而也不能及時的作出各種基于現(xiàn)場環(huán)境現(xiàn)場變化的準確判斷和響應，以此達到提升作物產量的經濟目標。本文以Zigbee協(xié)議為基礎提出

2、了一種建立在改進APTEEN路由協(xié)議上的溫室無線傳感網(wǎng)絡，這種無線傳感網(wǎng)絡的實現(xiàn)提高了溫室的實時監(jiān)控能力，減少了室內布線，使整個監(jiān)控系統(tǒng)更靈活有效的存在于溫室的各個角落。
　　 無線傳感器網(wǎng)絡是一種特殊的AdHoc網(wǎng)絡，網(wǎng)絡中節(jié)點密集、數(shù)量巨大且部署在十分廣泛的區(qū)域；網(wǎng)絡拓撲結構可以動態(tài)變化，網(wǎng)絡具有自組織和調整的特點。網(wǎng)絡節(jié)點成本低體積小、能量極其有限。目前發(fā)展前景最大的無線傳感器網(wǎng)絡是基于IEEE802.15.4標準的Zig

3、bee無線網(wǎng)絡。Zigbee是一種新興的近距離、低復雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的無線網(wǎng)絡技術，它是一種介于無線標記技術和藍牙之間的技術方案，主要用于近距離無線連接。它依據(jù)802.15.4標準，在數(shù)千個微小的傳感器之間實現(xiàn)了相互協(xié)調和通信。
　　 本論文所設計的路由協(xié)議與控制協(xié)議是建立在Zigbee協(xié)議基礎之上的，針對于溫室現(xiàn)場的網(wǎng)絡布置特點而設計，兼顧實時性與數(shù)據(jù)的冗余處理、在輪詢的基礎上同時增加對數(shù)據(jù)冗余度的判斷，基于地

4、址命名的查詢機制也大大提高了查詢效率。它的魯棒性較高、擁有一定的容錯能力和自修復能力。
　　 本文主要做了以下幾方面工作：
　　 (1)分析了國內外溫室的發(fā)展現(xiàn)狀，綜述了無線傳感器網(wǎng)絡的研究進展。
　　 (2)提出了基于APTEEN協(xié)議的改進路由算法設計和控制算法設計。并詳細介紹了組網(wǎng)的過程，及控制節(jié)點的工作流程。對比研究了LEACH、TEEN、PEGASIS、APTEEN等幾種網(wǎng)絡路由協(xié)議，論文采用的路由協(xié)議是

5、基于這幾種協(xié)議的優(yōu)點之上提出的。
　　 (3)設計了溫室無線傳感網(wǎng)絡的控制節(jié)點，并程序設計，具體實現(xiàn)了溫室無線無線傳感網(wǎng)絡的控制節(jié)點和網(wǎng)關節(jié)點。采用高性能、低誤碼的MAXSTREAM公司XBEEPRO芯片作為射頻芯片，LPC2131 ARM7芯片作為核心微處理器，深圳桑榮公司的3150P GPRS模塊作為GPRS傳輸模塊，DS18B20溫度傳感器、PH傳感器器、溶解氧傳感器、電導率傳感器作為傳感器模塊，TOPWAY公司LM303