基于无线传感器网络的土壤信息采集系统_张增林

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1、节水灌溉·２０１１年第１２期４１文章编号：１００７－４９２９（２０１１）１２－００４１－０３基于无线传感器网络的土壤信息采集系统张增林，郁晓庆（西北农林科技大学，陕西杨凌７１２１００）摘要：针对土壤信息采集的需要，提出了把无线传感器应用于土壤信息采集的思路，研究设计了一套基于无线传感器网络的土壤信息采集系统。节点设计采用低功耗ＭＳＰ４３０单片机和ＣＣ２４３０ＺｉｇＢｅｅ无线射频芯片完成，可采集土壤温度、湿度和土壤含水率。系统网关设计基于ＡＲＭ７系列Ｓ３Ｃ４４Ｂ０Ｘ、ＧＰＲＳ模块ＳＩＭ１００，搭建了农田中的平面型无线信息

2、传输网络拓扑结构。实验仿真结果表明，整个系统的伸缩性较好，当土壤含水率太大或某种因素导致某些传感器节点损坏，系统中的其他部分仍能持续正常工作，具有自组织重新恢复的功能。该系统能够实时地显示出各节点的土壤温度、湿度和含水率参数，实现土壤信息的实时采集，为农田灌溉的实施提供了有力依据。关键词：土壤；无线传感器网络；ＭＳＰ４３０；信息采集中图分类号：ＴＰ２９；ＴＶ１４８文献标识码：ＢＡＳｏｉｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＡｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＷｉｒｅｌｅｓｓＳｅｎｓｏｒＮｅｔｗｏｒｋＺＨＡＮＧＺｅｎｇ－ｌ

3、ｉｎ，ＹＵＸｉａｏ－ｑｉｎｇ（ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＡ﹠ＦＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙａｎｇｌｉｎｇ７１２１００，Ｓｈａａｎｘｉ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒｍｅｅｔｉｎｇｔｈｅｎｅｅｄｓｏｆｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎｏｆｓｏｉｌ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓａｎｅｗｉｄｅａｏｆｕｓｉｎｇｗｉｒｅｌｅｓｓｓｅｎｓｏｒｎｅｔｗｏｒｋ（ＷＳＮ）ｆｏｒｓｏｉｌｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ．Ａｓｏｉｌｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｉｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｂ

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5、ｅｄｃｈｉｐＳ３Ｃ４４ＢＯＸａｎｄＧＰＲＳｍｏｄｕｌｅＳＩＭ１００ａｒｅｓｉｍｐｌｙｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｎａｒｅａｓｏｎａｂｌｅｗｉｒｅｌｅｓｓｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｔｏｐｏｌｏｇｙａｎｄｄａｔａｐｒｏｔｏｃｏｌａｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｔｈｅｓｃａｌａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｗｈｏｌｅｓｙｓｔｅｍｉｓｇｏｏｄ．Ｗｈｅｎｔｈｅｖｏｌｕｍｅｔｒｉｃｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔｏｆｔｈｅｓｏｉｌｉｓｔｏｏｌａｒｇ

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8、控多功能化、系统化、网络化，特别是实现传感器网络特有的超低制等学科的进步推动了一种新型网络－－无线传感器网络功耗系统设计［２，３］。（ＷｉｒｅｌｅｓｓＳｅｎｓｏｒＮｅｔｗｏｒｋｓ，ＷＳＮ）的发展［１］。无线传感器网农田中，土壤覆盖范围大、地形极为复杂，因而作业环境比收稿日期：２０１１－０８－２３基金项目：陕西省自然科学基础研究项目