基于无线传感器网络的环境监测系统设计与应用.pdf

兰州理工大学
硕士学位论文
基于无线传感器网络的环境监测系统设计与应用
姓名:曹明华
申请学位级别:硕士
专业:信号与信息处理
指导教师:王继曾;张爱华
20090423
摘要计要求,并提出了由和Ⅲ两种不同芯片组烈节点方案的基础上,使用开源软件::建立了系统的测试环的关键技术,设计了一种基于无线传感器网络的环境监测系统。重点研究了该系统的体目前,信息化技术在推动生产力发展上越来越受到重视,尤其是在环境监测领域。无线传感器网络是实现农业信息化的重要手段,它是多学科交叉的新兴研究领域,综合了传感器技术、嵌入式计算技术、网络及无线通信技术和分布式信息处理等技术,能够通过各类微型传感器节点间的协作,实时感知和采集被监测对象的信息。与传统的数据采集系统相比,无线传感器网络具有监测范围大、监测数据准确的优势。本论文针对农业环境监测中传感节点低成本、微型化的需求设计了一种基于无线传感器网络的环境温湿度信息采集系统。论文首先详细介绍无线传感器网络的研究背景和国内外研究的现状,阐述了选题的意义。其次,在深入分析农业环境监测的特点和需求的基础上,提出了监测系统需解决系结构和传感节点硬件结构,提出了节点的处理器模块、无线通信模块和传感模块的设合构成的节点解决方案。第三,分析了系统使用的无线协议和组网技术。确定系统应采用树型拓扑结构、静态确定性部署方式以及区域覆盖方式工作。第四,利用常见的无线电波路径损耗模型估计了无线模块的有效传输距离,并与不同地区的实测数据进行了对比,分析了系统的传输性能。结果表明系统的有效通信距离为鬃笥摇M保境,并将系统投入到农田、羊舍以及高原草地环境下进行了温湿度数据采集测试。测试结果表明该系统在环境信息采集方面有较高的准确性和可靠性,具有较强的应用价值。最后,对所做工作进行了总结并对下一步工作提出展望。关键词:无线传感器网络;环境监测;传感器节点;误码率;传感设备;远程监测;协议;硕畚
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刷隧轹撇彳储虢矽寺吼矽年么月留日日期:呼∥月罗日日期:矽年多月髟日兰州理工大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明学位论文版权使用授权书本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名:本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。
,由传感器、微处理器和无线通信接口组成的无线传感器网络虺芖得到了空前的发展【N尴传感器网络利用各种类型的传感器感测外界环境参数,将客观世界的物理信号转换成电信号,从而可以获知客观物理世界的状态,满足了人们对“无处不在的网络”的需求。无线传感器网络的基本特征如下【:宰橹芰Α叹嗬牍悴ネㄐ藕投嗵酚伞尴叽ǜ薪诘稠密布置、协作感知。萁诘隳芰ν嘶褪В捣备谋洳季帧邢薜哪芰抗┯Α⒋淠芎摹⒋娲⒖占洹⒓扑愎摹无线传感器网络以应用为目的,相关技术的研究均是围绕其应用展开的,在军事、医疗卫生、环境监测、智能家庭网络等领域有着广阔的应用前景,成为学术界、工业界的研究热点目前,无线传感器网络应用系统的各项技术研究是其研究重点,构建适用于不同环境的特定应用系统是传感器网络的研究目的。同时,由于传感器节点硬件设备是软件运行的依托设备,因此节点硬件的性能是否优越,关系到整个无线传感器网络的性能。随着技术的进步和经济的发展,传感器网络必将会越来越多的应用到社会、国防、经济、生活的各个方面。同时也意味着无线传感器网络节点的数目和信息量将随着用户需求而逐渐增大,传感器节点作为采集信息中心以及处理中心需要不断的改进其硬件功能。因此,针对未来传感器网络的发展需求,研究无线传感器网络特定的应用系统,设计与实现无线传感器网络节点,对于加快无线传感器网络的发展具有重要的现实意义。在同常生活中经常需要对环境、交通及各种工农业设施进行检测、控制等。传统的数据采集系统往往是中央站嵌入数据采集系统,通过有线传输或人工定期读卡的