本文關(guān)鍵詞：智能農(nóng)業(yè)灌區(qū)傳感器網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)研究

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【摘要】：水資源作為稀缺資源已不僅僅是資源問題,更成為關(guān)系到國家經(jīng)濟(jì)、社會可持續(xù)發(fā)展和長治久安的重大戰(zhàn)略問題,發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)是我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的必然選擇,而智能農(nóng)業(yè)灌區(qū)又是節(jié)水灌溉中的重要組成部分。與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)灌區(qū)相比,智能農(nóng)業(yè)灌區(qū)具有功能強(qiáng)大、兼容性高、可靠性高且成本低廉等特點(diǎn)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)灌區(qū)監(jiān)測中,既可以解決傳統(tǒng)監(jiān)測方法實(shí)時(shí)性差、布線冗雜、成本高等問題,又能夠?qū)崿F(xiàn)對農(nóng)業(yè)灌區(qū)的監(jiān)測,推動農(nóng)業(yè)灌區(qū)智能化的發(fā)展。本文將從節(jié)點(diǎn)部署和節(jié)點(diǎn)低功耗兩方面,對農(nóng)業(yè)灌區(qū)內(nèi)的傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行研究。首先,本文對農(nóng)業(yè)灌區(qū)節(jié)點(diǎn)部署方法進(jìn)行研究,綜合考慮覆蓋率和所需節(jié)點(diǎn)數(shù)等因素,選擇了正六邊形網(wǎng)格部署方法。由于農(nóng)業(yè)灌區(qū)具有覆蓋范圍廣、農(nóng)作物生長周期長、天氣狀況復(fù)雜等特點(diǎn),結(jié)合節(jié)點(diǎn)部署方法研究成果,分析了灌區(qū)內(nèi)影響網(wǎng)絡(luò)可靠性的因素。實(shí)際環(huán)境中農(nóng)作物遮擋、灌溉電機(jī)產(chǎn)生的電磁脈沖以及雨天等會導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)丟包率發(fā)生變化,降低網(wǎng)絡(luò)可靠性。因此本文基于NS2仿真軟件,從丟包率、延時(shí)和網(wǎng)絡(luò)壽命三個方面分析了上述影響因素對網(wǎng)絡(luò)可靠性的影響。分析結(jié)果表明農(nóng)作物遮擋對網(wǎng)絡(luò)可靠性影響最大,在進(jìn)行灌區(qū)全覆蓋節(jié)點(diǎn)部署時(shí),選擇合適的節(jié)點(diǎn)擺放高度消除農(nóng)作物的遮擋影響,避免灌溉電機(jī)等電磁脈沖的干擾,同時(shí)通過加大發(fā)射功率或天線增益削弱雨衰等對網(wǎng)絡(luò)可靠性的影響。結(jié)合網(wǎng)絡(luò)可靠性影響因素分析結(jié)果,對優(yōu)化后的節(jié)點(diǎn)部署方法進(jìn)行可靠性分析,結(jié)果表明當(dāng)灌區(qū)內(nèi)存在上述可靠性影響因素時(shí),優(yōu)化后的節(jié)點(diǎn)部署方法可以降低這些因素的影響,提高網(wǎng)絡(luò)可靠性,保證網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測任務(wù)的完成。此外本文還針對25m×10m的監(jiān)測區(qū)域提出了具體的節(jié)點(diǎn)部署方案。其次,本文對節(jié)點(diǎn)低功耗技術(shù)進(jìn)行了研究,在分析現(xiàn)有傳感器節(jié)點(diǎn)低功耗技術(shù)的基礎(chǔ)上,提出了一種基于狀態(tài)機(jī)的節(jié)點(diǎn)低功耗方法。將節(jié)點(diǎn)低功耗方法應(yīng)用到本文設(shè)計(jì)的傳感節(jié)點(diǎn)上,對本文提出的節(jié)點(diǎn)低功耗方法進(jìn)行驗(yàn)證,測試結(jié)果表明,利用該低功耗方法進(jìn)行信息采集傳輸時(shí),本文設(shè)計(jì)的傳感器節(jié)點(diǎn)具有較好的低功耗性能。最后,針對智能農(nóng)業(yè)灌區(qū)這一特殊應(yīng)用環(huán)境,本文構(gòu)建了一套傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng),該系統(tǒng)可以對農(nóng)業(yè)灌區(qū)信息進(jìn)行采集、傳輸、顯示,同時(shí)遠(yuǎn)程用戶可以利用互聯(lián)網(wǎng)訪問本地監(jiān)控中心。此外本文還對構(gòu)建的傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行了功能測試,測試結(jié)果表明該系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)地、準(zhǔn)確地對農(nóng)業(yè)灌區(qū)信息進(jìn)行監(jiān)測,可以為灌區(qū)的灌溉決策提供依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S274;TP212.9;TN929.5

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：1194624