基于移动sink节点传感器网络的农业环境信息监测系统设计与实现

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1、安徽大学硕士学位论文基于移动Sink节点传感器网络的农业环境信息监测系统设计与实现姓名：吕立新申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：郑诚2010-09摘要哪IIIIIllllllltlllllUlllllllllllllllY2261278农业信息的获取、传输、处理和应用是数字农业研究的四个重要组成部分，无线传感器网络为农业领域的环境监测、数据采集与处理提供了一种有力的解决方案，避免了传统农业数据采集监测系统的不足，目前已成为农业科技工作者的研究重点和研究热点。本文针对目前在农业监测领域广泛使用的固定Sink传感器网络进行了分析，指出了

2、其在网络生存时间、节点能耗和数据采集算法等方面存在的不足，并在此基础上提出了带有移动Sink节点的农业环境监测系统设计方案。本文以MSP430低功耗处理器为核心，设计了传感器节点的传感器模块、无线通信模块的电路方案，同时使用太阳能电池板和超级电容为节点设计了太阳能供电单元，给出了传感器节点软件的工作流程。使用$3C2440ARM处理器设计了移动Sink节点的主控制系统，给出了动力驱动模块、无线通信模块和各种外围接口的电路设计方案，并在此基础上，基于嵌入式Linux操作系统，开发了硬件驱动程序和节点的应用程序。针对目前移动Sink节点数据采集算法存

3、在的缺陷，提出了一种最大数据量最小能耗数据采集优化模型，同时为模型设计了Hopfield-GA求解算法，给出了算法的染色体编码、交叉运算、变异运算的详细方案和算法运行的流程。从仿真结果来看，该算法相对于普通GA算法，具有精度高，收敛速度快等特点，是一种非常有效的寻优算法。通过实验可见，本文提出的带有移动Sink节点的农业环境监测系统设计方案，能很好地实现对农业环境参数信息的采集与监测，基于Hopfield—GA优化的数据采集算法无论是在数据采集量方面，还是在网络生存时间方面都有较明显的优势，为现代农业信息监测领域提供了一套可行的技术方案。关键词：

4、无线传感器网络；农业环境监测；移动Sink节点；Hopfield—GA算法ABSTRACTAgriculturalinformation’Sacquisition，transmission，processingandapplicationisimportantconstituentoftheDigitalAgriculture．Accordingtolimitationsoftraditionalagricultureenvironmentmonitoringsystem，wirelesssensornetworksprovidesapowerf

5、ulsolutionsforagricultureenvironmentmonitoring．WSNhasbecomethefocusofresearchworkersinagriculturalscienceandtechnology．ThisthesisanalysisthefaultsofagriculturalmonitoringsystembasedonwirelesssensornetworkswithstaticSinknodeonnetworktime，energyanddataacquisitionalgorithm．Accor

6、dingtolimitationsofstaticSinknode，anewagricultureenvironmentmonitoringsystembasedonwirelesssensornetworkwitllmobileSinknodetechniqueisdesigned．Thehardwarearchitectureofnetworks’nodewasdesignedbasedonthechipofMSP430processor,thecircuitofsensorinterface，wirelesscommunicationisd

7、esignedtoo．Thesolarpowerunitofsensornodeisdesignedwithsolarpanelsandsupercapacitance，workflowofsensor’Ssoftwareisgiventoo．ControlsystemofthemobileSinknodeisdesignedbasedon$3C2440ARMprocessor,thedriverprogramandapplicationsisdesignedbasedonembeddedLinuxoperatingsystem．Aimingat

8、thedefectsofmobileSinknodeondataacquisitionalgorithm，amaximumamounta