基于wsn的温室大棚监测系统的设计

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1、托普农业物联网缔造智慧农业，开拓农业生产新局面。基于WSN的温室大棚监测系统的设计摘要：介绍了基于WSN的传感器节点自组网、数据采集与数据传输等设计方法，实现了温室大棚内温湿度的实时采集、数据处理与传送。尤其是利用DSl305外部中断解决了WSN中的低功耗设计与时间同步问题，并且应用移动平滑滤波算法对温湿度值进行数字滤波处理，提高了检测数据的精确度。该系统解决了温室内的复杂布线问题，具有成本低、可靠性高、精确度高、实用性强等优点。关键词：无线传感器网络；移动平滑滤波算法；温室大棚监测系统0引言温

2、室农业随着大中城市对新鲜蔬菜的需求日益高涨而得到了迅速发展。现有的温室数据采集系统大多是采用人工的或预先布线的有线采集方式。人工方式加大了工作量且难以保证数据的实时性和有效性；采用有线数据采集的监测系统受地理位置、物理线路和复杂环境因素的影响具有明显的局限性。温室大棚内的环境温湿度参数对农作物的生长起着至关重要的作用，为此采用新兴的无线传感器网络技术结合先进的计算机技术、微处理器控制技术和智能传感数据采集技术设计了农业温室大棚温湿度监测系统。随着农业科技的发展，以及国家对三农的的高度重视，特别是

3、国家2012农业国家一号文件颁发后。国家科技园、各大农业园区、农场等农业机构企业积极寻求在良种培育、节本降耗、节水灌溉、农机装备、新型肥药、疫病防控、加工贮运、循环农业、海洋农业、农村民生等方面的高新技术，力求突破现存的农业技术瓶颈，真正实现现代化农业。浙江托普仪器有限公司和浙江大学合作积极响应科技兴农政策突出农业科技创新重点，研发出农业物联网智能控制系统通过通过射频识别（rfid）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备等新型技术将农业和互联网连接起来提大大提高了农业生产的工作效率

4、和精细管理，避免了“瘦肉精”、“毒辣椒粉”、“红心鸭蛋”托普农业物联网缔造智慧农业，开拓农业生产新局面。等问题的再次发生，保证了食品的安全和产量。目前此物联系统已在全国多家科技园、示范园区、农场、科研所、院校等区域成功运行，技术稳定成熟，功能齐全。为在农业种植业、畜牧养殖业等领域的生产关键环节建立智能化控制、信息化管理的现代农业项目提供了强有力的技术支持。物联网的实施将大大提高国家推进科技创新增强农产品的步伐。农业物联网将开启农业生产腾飞的新篇章。托普农业物联网系统主要包括三个层次：感知层：采用

5、各种传感器（如温湿度、光照、CO2、风向、风速、雨量、土壤温湿度等）获取植物的各类信息。传输层：信息通过无线网络传输系统和信息路由设备传到控制中心，各个节点可以自由配对、任意监控、互不干扰。应用层：根据WSN获取植物实时生长环境。图温湿度、光照参数等，收集各个节点的数据，进行存储和管理实现整个测试点的信息动态显示，并根据各类信息进行自动灌溉、施肥、喷药、降温补光等控制、对异常信息进行自动报警。加装摄像头可以对每个大棚和整个园区进行实时监控。1WSN简介一个典型的无线传感器网络(WirelessS

6、ensorNetwork，WSN)结构…，包括传感器节点(SensorNode)、汇聚节点(SinkNode)和管理节点(ManagementNode)。有时候为了通讯距离的需要，网络中可以存在一定数量的中继节点(RelayNode)。大量的SensorNode随机部署在检测区域内，这种具有无线通信与数据处理能力的微小的SensorNode通过自组网方式，构成自主完成指定任务的分布式智能化监测网络，并以协作的方式实现感知、采集和处理网络覆盖区域中的环境参数信息，最后通过多跳的方式将SensorN

7、ode检测到的数据经由SinkNode链路传送到ManagementNode．反之，用户可以通过ManagementNode对WSN进行配置和管理，发布监测任务和收集监测数据口。2监测系统体系结构基于WSN的温室大棚温湿度监测系统由WSN和监控主机组成。监控主机为一台PC机，用来显示、存储与处理环境温湿度数据，对WSN发送采集命令等。WSN则负责采集网络的构建以及环境温湿度数据的采集，它由sinkNode，Relay托普农业物联网缔造智慧农业，开拓农业生产新局面。Node和Sen一80rNode

8、组成。一个典型的基于WSN的温室大棚温湿度监测系统如图1所示。SinkNode负责网络的构建并对其管理和维护，包括对新加入的SensorNode分配网络地址，节点的加入和离开，网络的安全密钥的分发更新等，并且将汇聚的各节点的数据通过串口上传给监控主机。当监控主机不便于长期在现场使用时，监测数据也可通过GPRS接入Intemet网络，将数据远传给监控主机或者将监控主机的命令在网络中发送出去，实现远程监控；SensorNode主要用来挂接各种传感器(温度和湿度传感器)，采集数据并传给RehyNode