基于低功耗的发射功率自适应水稻田WSN监测系统

作     者：王卫星 陈华强 姜晟 铁风莲 孙宝霞 余杰平 WANG Weixing1,2 CHEN Huaqiang1 JIANG Sheng1,3 TIE Fenglian1 SUN Baoxia1 YU Jieping1

作者机构：华南农业大学电子工程学院广州510642 广东省农情信息监测工程技术研究中心广州510642 广东省智慧果园科技创新中心广州510642 

基　　金：广东省自然科学基金项目(2014A030313451) 广州市科技计划项目(201605030013) 

出 版 物：《农业机械学报》 (Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery)

年 卷 期：2018年第49卷第3期

页      码：150-157页

摘      要：针对农田环境信息监测存在能量有限、节点通信距离各异等特点,设计了一种基于接收信号强度和丢包率的发射功率自适应水稻田监测系统,并搭建了一个长期、稳定且可靠的低功耗无线传感网络。硬件方面,为扩大网络的覆盖范围和提高系统的稳定性,采用频率异构的方式对节点分簇,为不同类型的节点配置不同类型的天线。软件方面,为提高CPU利用率,各类节点程序设计采用基于小型嵌入式实时操作系统FreeRTOS;为降低功耗,采取定时休眠唤醒、传感器掉电控制的工作模式和基于感知数据差的低功耗自适应机制。试验结果表明,在150 m通信距离内,系统可以根据当前的通信质量,将节点的发射功率自适应地调整到实现当前通信可靠性所要求(丢包率小于1.3%)的最小发射功率上;对比10 d Bm固定发射功率,当发射功率自适应算法调整为8、6、3 d Bm时,节点续航能力分别提升了11.9%、21.4%和33.3%。通讯性能对比表明,本设计节点的通讯性能明显优于其他3种基于不同发射功率自适应算法的节点,从而验证了本系统的可靠性与实用性。

主 题 词：水稻田 监测系统 无线传感网络 发射功率自适应 低功耗 

学科分类：080904[080904] 0810[工学-土木类] 082804[082804] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 0828[工学-建筑类] 080402[080402] 0804[工学-材料学] 081001[081001] 

核心收录：

D　O　I：10.6041/j.issn.1000-1298.2018.03.018

馆 藏 号：203284706...