[00959049]面向农村的无线传感网络监控系统关键技术及应用研究

受惠三农国策，无线传感网络监控系统在农村的作为将越来越大，针对中国农业农村信息化发展现状、面临的形势和实际需求，研究无线传感网络监控系统关键技术，形成服务于中国三农国策的新农机装备，该系统可广泛用于温室、大田、水产养殖、农村环保、畜枚业等领域。项目在国家高新技术“863”课题“温室新型变结构自组织无线传感网络测控系统研究(2006AA10Z258)”的基础上，为解决面向农村无线传感网络监控系统要求低功耗、低成本、高可靠的难题，进一步展开深入研究，形成多项解决关键技术和应用问题的发明专利，并取得了良好的经济效益。1.针对面向农村的无线传感网络监控系统特点，首次提出缓变环境因子“区域共享”低成本检测无线传感网络补偿方法，该方法充分利用无线传感网络资源共享的优势，将同一区域内影响传感器检测精度的缓变环境因子作为该区域内所有传感器检测补偿参数，大大节省了影响传感器检测精度的缓变环境因子获取硬件成本，从而使整个监控系统制造成本相对现有检测方法(单个传感器检测补偿)大大下降。2.农村区域广阔，无线传感网络节点布局随机，电池低电容量有限，降低网络运行功耗是WSN监控系统的关键，首次将虚拟MIMO技术引入WSN组网算法，建立低功耗中小规模同构无线传感网络，比国内外常用的LEACH算法在降低能耗和网络生存时间方面更加优越。3.发明了多跳WSN基于链路质量的能效可靠性路由方法，构建节点的能效权值和链路迭代根值，有效确保多跳WSN的传输质量。提出基于时空双序列分析的WSN故障诊断方法和WSN路由度量评价模型，形成无线传感网络可靠传输的核心支撑理论与技术，与国内外常规WSN监控系统相比，大大提高了系统运行的可靠性。4.发明了低成本低功耗单锚节点WSN定位方法，解决了WSN监控系统对低成本节点自动定位的难题，为WSN监控系统广泛应用于农村经济项目提供了技术支持。根据WSN监控系统农村应用市场的需求，成功研制了能监控水产品养殖环境因子、温室环境因子、大田环境因子和农村防偷排的WSN监控系统，经一段时间的推广应用表明，WSN监控系统在广阔的农村有其用武之地，具有一定的市场竞争力，已取得了良好经济效益和社会效益。通过对该项目的深入研究，获得授权国家发明专利14项，授权实用新型2项，软件著作权10项。发表了科技学术论文70余篇，其中SCI、EI收录49篇。