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农业的发展对于圈家稳定和发展起着举足轻重的作用,把高新技术引入农业是变革传统农业、提高农业生产效率的必由之路。无线传感器网络技术在低功耗无线通信技术、嵌入式计算技术、传感技术及集成电路技术飞速发展的前提下诞生并迅速发展。本文用无线传感器网络技术解决畜禽设施养殖环境监控问题。根据畜牧业对环境依赖程度较高的特点,把无线传感器网络技术引入到畜禽设施养殖领域,采集其温室内的环境参数,并对数据进行转换和处理,得到控制命令进而有效控制畜禽设施养殖环境,提高畜禽养殖的生产效率。
本文完成的主要工作和贡献:
(1)分析畜禽设施养殖环境监控系统的具体要求,设计其无线传感器网络总体解决方案;
(2)设计低功耗的无线传感器网络传感节点、控制节点并调试;设计各功能模块测试软件,包括传感器数据采集、无线通信、外部Flash读写等,对其有效性进行检测;
(3)分析嵌入式TinyOS操作系统运行机制及其消息结构,修改驱动组件,实现介质访问层,设计适合畜禽设施养殖应用环境的路由结构;
(4)设计无线传感器网络基站,在Linux操作系统下编程实现网络数据的接收并解析、数据成帧与发送、数据转换、控制算法以及与监控站点的通信;
(5)构建基于无线传感器网络的畜禽设施养殖环境监控系统,设计网络启动重启机制、时间同步机制,设计用户界面,进行现场测试并分析试验结果。
本文研究成果具有广泛的应用价值,可用于智能温室、智能建筑等类似的环境监控场所。