[发明专利]一种大田农业无线传感器网络系统设计方法

摘要

本发明公开了一种大田农业无线传感器网络系统设计方法,所述方法包括以下步骤：第一步，农业应用环境对无线信道传播特性的影响与模型研究；第二步，面向精细农业的WSN结构与组网方式研究；第三步，面向精细农业的WSN节点低成本定位方法研究；第四步，面向精细农业的WSN数据融合方式研究；第五步，服务质量目标驱动的农业WSN系统评价策略；第六步，提出线传感器网络中间件设计方法。本发明的大田农业无线传感器网络系统设计方法，以良好的环境适应性、低功耗、低成本、标准化为目标，以大田与设施农业两种应用对象，研究面向精细农业的无线传感器网络关键技术。

主权项

1.一种大田农业无线传感器网络系统设计方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：第一步，农业应用环境对无线信道传播特性的影响与模型研究，针对不同的农业应用环境，分别就平地、裸地以及山地进行实验，对不同信道频率下的丢包率，RSSI值以及不同天线下的传输范围进行了综合分析比较，得出信道衰减经验模型，为无线传感器网络组织结构、路由协议与不同应用环境的节点部署方法提供依据；第二步，面向精细农业的WSN结构与组网方式研究，在研究常用无线传感器网络结构与通信协议的基础上，尤其是在分析ZigBee协议及其网络结构的基础上，针对设施农业与大田应用环境，设计分簇无线传感器网络结构，提出分簇有限自组网的结构与组网方式，并设计交叉双链的通信模式；第三步，面向精细农业的WSN节点低成本定位方法研究，面向大田应用，对DV Hop节点定位算法进行改进，采用四边测距方式定位普通节点的位置，实现精细农业用无线传感器网络的低成本定位，为定点施肥、灌溉等提供技术支持；第四步，面向精细农业的WSN数据融合方式研究，采用基于空间相关性的压缩感知理论对节点数据进行融合；第五步，服务质量目标驱动的农业WSN系统评价策略，针对农业无线传感器网络行业标准研究滞后的实际，结合精细农业应用需求，以网络服务质量为目标，建立农业WSN体系结构，提出面向精细农业应用的WSN系统评价策略，为农业无线传感器网络行业标准的建立提供参考；在此基础上，针对分簇网络结构、簇内交叉双链的通信方式，测试丢包率、网络延时、网络能耗、网络带宽等指标，并计算服务质量；第六步，在上述研究的基础上，针对农业无线传感器网络系统低成本与标准化的需要，提出线传感器网络中间件设计方法；开发无线传感器网络软硬件，给出系统的硬件原理图和软流程图；设计基于太阳能MPPT的能量快速自给方法，并设计传感器间歇采样、深度休眠的工作方式。