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《江苏大学》 2009年
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温室低时延高效无线传感器网络的研究

张卫华  
【摘要】: 温室栽培是在充分利用自然资源的基础上,通过改变环境因子来获得作物生长的最佳条件,从而达到增加产量、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的,在农业生产中应用越来越普及。课题针对目前温室生产环境为有线调控,设施安装、维护工作量大、可靠性差以及管理技术水平落后等不足,以及无线传感器网络在室内中小规模应用研究缺乏等现状,开展温室环境低时延、高效无线传感器网络研究,提高网络信息传输效率和实时性,对促进温室生产管理技术进步,提高温室生产经济效益有重要作用。 本文首先从温室无线传感器网络结构出发,分析无线传感器网络结构对网络信息传输时延、能耗和成本影响,采用层次分析法优化无线传感器网络结构层次,建立温室无线传感器网络结构模型;其次分析网络分簇规模对网络信息传输性能影响,采用多目标优化方法对网络分簇规模优化,采取中等规模无线传感器动态分簇协议ACPM(Adaptive Clustering Protocol for Medium-Scale)建立簇内簇头节点选取机制,合理部署各层次节点;然后采用基于Zigbee技术的CC2430无线通信模块和基于全球移动通信系统(GSM)的GPRS模块分别设计底层一般传感器节点和簇头以及中间层的基站节点,建立温室三层次无线传感器网络系统;最后介绍网络系统硬件、软件调试和试运行。 温室三层次无线传感器网络系统运行结果表明,网络管理计算机可以随时远程获取被监测的温室内温度等环境信息,传感器数据信息传输时间约0.043ms,在定时休眠5分钟采集传感器信息情况下,节点使用时间约22天,与基于蓝牙等技术的一般无线传感器网络相比,网络寿命延长了70%左右。系统信息传输能耗低、时延小且响应快,并实现了无线传感器节点和远程管理计算机之间信息高效无线传输。
【学位授予单位】:江苏大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TP212.9;TN929.5

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