论文部分内容阅读
随着信息技术的发展，传统的农业监测方式已不能适用人们对信息获取的需求，无线传感器网络是一种以数据为中心的自组织网络，网络节点部署密集，部署范围十分广泛；网络拓扑结构动态变化，具有自组织性与自调整性，可适应于复杂的地理和恶劣变化的环境下，基于以上特征无线传感器网络非常适合运用在时空变异的土壤水分监测中。
本文以基于茶园旱情监测的无线传感器节点系统的设计与实现为研究背景，主要工作总结如下：
首先，介绍了无线传感器网络的应用前景和研究现状、体系结构和特点；介绍了无线传感器网络的相关知识和技术，主要包括nesC语言和ZigBee技术。
其次，在深入分析和研究了TinyOS操作系统的基础上，总结出TinyOS的体系结构、启动过程、调度策略等特点，并就TinyOS1.x和2.x版本做了深入对比分析，并通过与其他嵌入式操作系统的对比分析，得出TinyOS是最适用于无线传感器网络的操作系统之一。
再次，设计实现了适用于茶园旱情检测的节点系统：微控制器采用ATmega128L，无线通信芯片采用CC2420，并以太阳能电池板和锂电池作为电源模块，有效的保证了节点的生命期；基于ADS8344设计了传感器板，采用SHT11和TDR—3作为传感器探头，采集环境温度、湿度和土壤水分含量。在TinyOS下编写了各个模块的驱动程序，并将TinyOS移植到本文所设计的节点系统，然后编写了顶层应用程序。
最后，对茶园旱情监测无线传感器节点系统进行了功能和性能的测试，证明节点系统工作良好，然后在英德茶园部署节点，采用随机部署和菱形部署进行组网实验，采集了大量环境温湿度和土壤水分含量的数据，对研究茶园的实时旱情提供了可靠依据，并对进一步研究茶园旱情在线检测奠定了基础。