环境信息监控对设施农业生产工作具有重要意义,无线传感器网络技术在设施农业环境信息采集系统中得到了广泛应用,对于不便于架设电源线而采用电池供电的设施环境信息采集系统,如何降低系统能耗、提高电能利用效率已成为研究热点。本文针对这一问题设计了一套低功耗无线环境信息采集系统。本文对系统软硬件结构、组网模式、节能算法等部分进行了研究,开发了一种基于Wi-Fi的无线设施环境信息采集系统,并设计了动态休眠节能算法,实现了系统的低功耗稳定运行。系统由数据采集节点和数据汇聚节点组成,各节点由STM32F103VET6单片机、无线通信模块、环境参数传感器等部分组成。数据采集节点采集环境数据,采集完成后通过无线网络将数据发送至汇聚节点,汇聚节点接收数据后通过无线网络将其发送至服务器。为降低采集系统功耗,设计了三种动态休眠算法,即参数增量计算法、参数增量速度计算法、参数增量加速度计算法。首先在算法中确定环境参数采集周期和参数变化量预设值,参数增量计算法每一周期采集一次数据,将最新采集的参数值与初始时刻参数值做差后确定该段时间内的参数增量,如果参数增量不小于预设值,则开启网络发送该时刻数据,否则不开启网络;参数增量速度计算法和参数增量加速度计算法分别根据单位周期内参数变化量计算参数增量速度和参数增量加速度,根据计算结果确定参数变化量达到预设值所需时间,到达该时间后开启传感器和无线传输通道采集并发送数据。对系统进行组网测试后表明:本系统网络运行稳定、收发数据准确。为了研究不同功耗节点的降能效果,将采集节点按耗能量分为低功耗节点、中等功耗节点和高功耗节点,并设计了节能效果验证试验和数据准确性验证试验。节能效果验证试验表明:对带有高功耗传感器的节点加入三种算法后系统运行时间分别为不加算法时系统运行时间的1.8倍、2.27倍、2.1倍。参数增量速度计算法最节能、参数增量加速度计算法次之、参数增量计算法节能性最低。对三种算法数据准确性试验表明:节点加入三种算法后所采集的数据与理想值偏离率分别为6%、13.5%、6.5%,能够满足一般设施农业环境信息采集系统需求。系统已应用于河北省饶阳县水果温室大棚和河北省武邑县志豪畜牧科技有限公司羊舍。根据用户实际需求,温室大棚选用参数增量加速度计算法、羊舍选用参数增量计算法。系统运行稳定可靠,能耗低,可远程监测设施农业环境参数信息。