【摘要】：為了改善傳統(tǒng)森林調(diào)查過程中,森林溫度、濕度、光照強(qiáng)度等生境因子獲取手段單一、動(dòng)態(tài)變化不及時(shí)等缺陷,運(yùn)用嵌入式技術(shù)和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù),完成了森林生境因子自動(dòng)采集系統(tǒng).采用LPC2148為主控制芯片,以MYSQL作為系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫,AecGIS Server為GIS平臺(tái),通過BH1750FVI光照傳感器和SHT11溫濕度傳感器共同研制采集裝置,將實(shí)時(shí)獲取的森林生境因子數(shù)據(jù)經(jīng)nRF905無線通信模塊發(fā)回上位機(jī)入庫,并由WebGIS實(shí)時(shí)顯示生境因子的動(dòng)態(tài)變化.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在傳感器節(jié)點(diǎn)之間應(yīng)用的通信協(xié)議中引入數(shù)據(jù)包編號(hào)機(jī)制和時(shí)間同步機(jī)制可以緩解網(wǎng)絡(luò)阻塞,降低網(wǎng)絡(luò)丟包率.當(dāng)無線通信模塊的發(fā)射頻率設(shè)置為433 MHz,傳輸速率和發(fā)射功率分別設(shè)置為9 600 bps和10 dBm時(shí),傳感器節(jié)點(diǎn)間通信半徑設(shè)置在小于50 m范圍之內(nèi)可以有效地控制誤幀率.
【圖文】：

┚霾咧С鄭?系統(tǒng)將最新的嵌入式技術(shù)與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，采用無線射頻芯片nＲF905和低功耗嵌入式芯片LPC2148，可以實(shí)現(xiàn)低成本、高效率地完成數(shù)據(jù)的采集和無線傳輸，通過設(shè)計(jì)以電池供電方式的生境因子采集電路，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)檢測(cè)過程的無線化、自動(dòng)化和可視化．1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)是將由匯聚節(jié)點(diǎn)、路由傳輸節(jié)點(diǎn)和傳感器采集節(jié)點(diǎn)組成的森林生境因子無線測(cè)控終端分布在森林監(jiān)測(cè)區(qū)域，構(gòu)成森林生境因子采集系統(tǒng)，通過實(shí)時(shí)采集森林環(huán)境信息，傳輸?shù)较到y(tǒng)監(jiān)測(cè)中心平臺(tái)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)森林環(huán)境因子的變化，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示．其中，，在指定的森林監(jiān)測(cè)區(qū)域隨機(jī)地分布大量的數(shù)據(jù)采集傳感器節(jié)點(diǎn)，這些節(jié)點(diǎn)能夠隨時(shí)通過自組網(wǎng)的方式構(gòu)成監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，并采用多跳方式將采集到的數(shù)據(jù)沿著相鄰的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行傳輸．在傳輸過程中，傳感器節(jié)點(diǎn)所采集的數(shù)據(jù)將被其他傳輸節(jié)點(diǎn)處理，并傳送至最近的負(fù)責(zé)多點(diǎn)接收的匯聚節(jié)點(diǎn)，然后通過ＲS232串口通信將采集數(shù)據(jù)送給本地監(jiān)測(cè)中心的PC機(jī)［3－4］，將采集數(shù)據(jù)入庫．本地監(jiān)測(cè)中心對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理和存儲(chǔ)，并通過WebGIS將采集數(shù)據(jù)統(tǒng)一發(fā)布，以實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地通過Internet網(wǎng)絡(luò)對(duì)生境因子進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)．!"#$%&’(%&)*+,-./0!"#$%&#%’"1230(%)*"#%’"4530!+#,#%’"圖1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)2監(jiān)測(cè)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)森林生境因子無線測(cè)控終端主要由傳感器終端節(jié)點(diǎn)、路由傳輸節(jié)點(diǎn)、匯聚節(jié)點(diǎn)3個(gè)部分組成．為了系統(tǒng)穩(wěn)定性與集成性，路由傳輸節(jié)點(diǎn)與傳感器終端節(jié)點(diǎn)采用集成式設(shè)計(jì)，封裝同一集成電路中，匯聚節(jié)點(diǎn)與本地監(jiān)測(cè)中心的PC機(jī)相連，傳感器節(jié)點(diǎn)由微處理器、串口通信模塊、無線通信模塊、溫濕度檢測(cè)模塊、光照強(qiáng)度檢測(cè)模塊和系統(tǒng)電源模塊組成．每個(gè)終端節(jié)點(diǎn)通過自組網(wǎng)方

森林生境因子無線測(cè)控終端主要由傳感器終端節(jié)點(diǎn)、路由傳輸節(jié)點(diǎn)、匯聚節(jié)點(diǎn)3個(gè)部分組成．為了系統(tǒng)穩(wěn)定性與集成性，路由傳輸節(jié)點(diǎn)與傳感器終端節(jié)點(diǎn)采用集成式設(shè)計(jì)，封裝同一集成電路中，匯聚節(jié)點(diǎn)與本地監(jiān)測(cè)中心的PC機(jī)相連，傳感器節(jié)點(diǎn)由微處理器、串口通信模塊、無線通信模塊、溫濕度檢測(cè)模塊、光照強(qiáng)度檢測(cè)模塊和系統(tǒng)電源模塊組成．每個(gè)終端節(jié)點(diǎn)通過自組網(wǎng)方式將采集的森林環(huán)境信息發(fā)送至匯聚節(jié)點(diǎn)，再由匯聚節(jié)點(diǎn)傳輸至本地監(jiān)測(cè)中心，實(shí)現(xiàn)對(duì)森林溫度、森林濕度和森林光照強(qiáng)度的采集監(jiān)測(cè)．系統(tǒng)的采集終端節(jié)點(diǎn)硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示，由于系統(tǒng)工作在野外環(huán)境，所以使用前通過防護(hù)箱對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行封裝，節(jié)點(diǎn)實(shí)物和封裝如圖3所示．!"#$%&!"#$%*+%()!"&’()#$%(),-()./%’()*+,01%23#$%45#$%63#$%’789’7圖2系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖(a)節(jié)點(diǎn)實(shí)物圖(b)節(jié)點(diǎn)電路封裝圖圖3節(jié)點(diǎn)實(shí)物與節(jié)點(diǎn)電路封裝圖·124·哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)第46卷

【參考文獻(xiàn)】

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1 鄒賽;劉昌明;李法平;;基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的水環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J];傳感器與微系統(tǒng);2010年09期

2 翟繼強(qiáng);王克奇;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在林火監(jiān)測(cè)中應(yīng)用[J];東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2013年08期

3 題原;宋飛;劉樹東;王艷春;;基于nRF905的無線溫濕度檢測(cè)與傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];化工自動(dòng)化及儀表;2011年04期

4 朱林;吳戰(zhàn)國;李琦;;工業(yè)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中自組織網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)研究與實(shí)現(xiàn)[J];計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制;2012年01期

5 刁智華;陳立平;吳剛;趙春江;王俊;王成;;設(shè)施環(huán)境無線監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2008年07期

6 蔡義華;劉剛;李莉;劉卉;;基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)田信息采集節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2009年04期

7 王衛(wèi)星;羅錫文;孫道宗;姜晟;肖國坤;;茶園信息采集無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2011年05期

8 李莉;張彥娥;汪懋華;張淼;劉卉;;現(xiàn)代通信技術(shù)在溫室中的應(yīng)用[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào);2007年02期

9 黃建清;王衛(wèi)星;姜晟;孫道宗;歐國成;盧康櫸;;基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)開發(fā)與試驗(yàn)[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2013年04期

10 薛敏迪;;基于nRF905的低功耗溫濕度無線測(cè)量系統(tǒng)[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2010年01期

【共引文獻(xiàn)】

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1 何文德;楊鳳年;劉光燦;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在文物保護(hù)中的應(yīng)用[J];安防科技;2007年07期

2 劉海波;鄒濤;翁哲;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在執(zhí)勤槍械定位中的應(yīng)用[J];安防科技;2009年09期

3 張開風(fēng);胡艷軍;許耀華;姜新紅;仇樂樂;王福俊;高韋;丁勝建;;WSN與GPRS結(jié)合的遠(yuǎn)程圖像等數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];安徽大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2011年04期

4 林麗萍;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的研究與應(yīng)用[J];安徽職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào);2010年04期

5 余華;孫艷紅;車銀超;郭玉峰;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2010年04期

6 余華;呂寧波;;基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)田信息管理系統(tǒng)的研究[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2010年32期

7 范書平;高巍;馬寶英;;一種無線溫度傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)能的路由協(xié)議[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2011年02期

8 劉洋;楊維;;基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)田現(xiàn)場(chǎng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)匯聚機(jī)制[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2011年26期

9 楊治秋;柴寶杰;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在農(nóng)業(yè)信息監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2011年35期

10 歸奕紅;;無線傳感網(wǎng)應(yīng)用于設(shè)施農(nóng)業(yè)的節(jié)能方案研究[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2012年02期

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1 張維勇;張芬;馬學(xué)森;;基于IEEE802.15.4的一種分簇算法研究[A];第二十六屆中國控制會(huì)議論文集[C];2007年

2 石為人;張陽;鄧鵬程;;傳感器網(wǎng)絡(luò)局部時(shí)間同步協(xié)議研究[A];第二十六屆中國控制會(huì)議論文集[C];2007年

3 劉增力;李雯霏;龍華;朵琳;;能量相關(guān)DSR協(xié)議OPNET仿真及性能分析[A];第二十七屆中國控制會(huì)議論文集[C];2008年

4 羅旭;柴利;楊君;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)TTSL迭代定位算法[A];第二十九屆中國控制會(huì)議論文集[C];2010年

5 任玲;唐昊;周雷;魏振春;;一種能量高效的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)傳輸方法[A];中國自動(dòng)化學(xué)會(huì)控制理論專業(yè)委員會(huì)B卷[C];2011年

6 何堅(jiān);方康玲;李曉卉;韓維;;基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的涉密載體智能監(jiān)管系統(tǒng)研究[A];中國自動(dòng)化學(xué)會(huì)控制理論專業(yè)委員會(huì)D卷[C];2011年

7 陳傳友;張?jiān)阼?;基于ADF7020-1的無線收發(fā)模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[A];2011年通信與信息技術(shù)新進(jìn)展——第八屆中國通信學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

8 丁飛;馬小鐵;;LEACH協(xié)議在群體生理參數(shù)采集中的實(shí)現(xiàn)[A];第九屆全國信息獲取與處理學(xué)術(shù)會(huì)議論文集Ⅱ[C];2011年

9 于亮亮;劉剛;王俊;;基于IEEE802.15.4的溫室環(huán)境信息采集系統(tǒng)[A];中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)2011年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

10 任守華;高軍;張瑞;孟志軍;;基于單株果樹產(chǎn)量測(cè)量裝置的研究開發(fā)[A];中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)2011年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

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3 羅漢江;海洋監(jiān)測(cè)傳感器網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];中國海洋大學(xué);2010年

4 郭瑛;基于事件觸發(fā)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];中國海洋大學(xué);2010年

5 周鵬;水下傳感器網(wǎng)絡(luò)海上試驗(yàn)平臺(tái)的研究與設(shè)計(jì)[D];中國海洋大學(xué);2010年

6 張書奎;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中信息分發(fā)的可靠性研究[D];蘇州大學(xué);2010年

7 高藝;能源自給低功耗無線傳感器網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];南開大學(xué);2010年

8 吳磊;無線自組織網(wǎng)絡(luò)中的路由技術(shù)相關(guān)問題研究[D];電子科技大學(xué);2010年

9 陳偉;多跳無線網(wǎng)絡(luò)路由關(guān)鍵技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2010年

10 王曉敏;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收集與路由協(xié)議研究[D];電子科技大學(xué);2010年

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2 諶業(yè)濱;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)自身健康狀態(tài)融合機(jī)制研究[D];南昌航空大學(xué);2010年

3 喬田田;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究[D];山東科技大學(xué);2010年

4 駱科學(xué);基于ZigBee的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在礦井機(jī)車運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D];山東科技大學(xué);2010年

5 彭慧;面向離散型制造業(yè)的嵌入式MES檢測(cè)終端開發(fā)[D];浙江理工大學(xué);2010年

6 閉啟禮;水文傳感器網(wǎng)絡(luò)部署優(yōu)化研究[D];鄭州大學(xué);2010年

7 張永琦;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于網(wǎng)關(guān)的分級(jí)簇算法研究[D];鄭州大學(xué);2010年

8 張磊;基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的實(shí)驗(yàn)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];鄭州大學(xué);2010年

9 劉蘭濤;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中時(shí)間同步技術(shù)的研究[D];鄭州大學(xué);2010年

10 許俊杰;無線通信技術(shù)在設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)中的研究與應(yīng)用[D];鄭州大學(xué);2010年

【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

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1 孫雨耕,張靜,孫永進(jìn),房朝暉;無線自組傳感器網(wǎng)絡(luò)[J];傳感技術(shù)學(xué)報(bào);2004年02期

2 張廣輝;邵惠鶴;;溶氧傳感器的溫度特性研究及其補(bǔ)償[J];傳感技術(shù)學(xué)報(bào);2006年02期

3 蔣鵬;;基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的濕地水環(huán)境遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[J];傳感技術(shù)學(xué)報(bào);2007年01期

4 鄒賽;梁小滿;張大方;王雷;陳中;歐陽陳華;;基于正方形網(wǎng)格剖分的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)方向性路由算法的研究[J];傳感技術(shù)學(xué)報(bào);2008年05期

5 黃智偉,朱榮輝,朱衛(wèi)華;無線數(shù)字溫度傳感器的設(shè)計(jì)[J];傳感器技術(shù);2002年09期

6 鄒賽;劉昌明;李法平;;基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的水環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J];傳感器與微系統(tǒng);2010年09期

7 王會(huì)研;李亮;劉一;金森;;加拿大火險(xiǎn)天氣指標(biāo)系統(tǒng)在塔河林業(yè)局的適用性[J];東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2008年11期

8 朱亞明;丁為民;;一種在線檢測(cè)溶解氧的方法[J];電子測(cè)量技術(shù);2009年07期

9 陸靜霞,尹文慶;基于CAN總線的溫室自動(dòng)控制系統(tǒng)[J];中國農(nóng)機(jī)化;2004年05期

10 葛明濤;尚怡君;;USB轉(zhuǎn)RS232通信接口的設(shè)計(jì)[J];光盤技術(shù);2009年07期

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1 劉曉寧;ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在監(jiān)控系統(tǒng)中的研究與應(yīng)用[D];山東大學(xué);2007年

2 楊劍;基于nRF905的無線射頻數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的開發(fā)與實(shí)現(xiàn)[D];中南大學(xué);2007年

3 周敏剛;基于IEEE1451.2標(biāo)準(zhǔn)和ZigBee協(xié)議的溫室智能控制器的研究[D];浙江大學(xué);2007年

4 蘇志雄;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)芯片的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[D];廈門大學(xué);2007年

5 許云龍;基于GPRS的近海赤潮監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研究[D];浙江大學(xué);2008年

6 李成春;基于CC2430無線多參數(shù)傳感器檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)[D];江蘇大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2572719