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温度对于现代白酒固态发酵起着重要作用,基于此,论文以课题组承担的甘肃某酒业公司项目—“基于物联网的窖池测温系统”为研发背景。针对传统酒厂生产过程,仅仅依靠人工测量对窖池内发酵温度调整酒醅配比所存在的效率低、精度差、延迟长等问题,利用发酵车间内窖池位置相对固定和采控数据相对较小的特点,设计研发了一种低功耗窖池测温系统,完成对酒醅发酵的升温速率、挺温时间、顶温温度等多种参数的采集,以优化后续发酵过程;并以系统节能为核心,围绕无线传感网络节能路由算法展开了深入研究,并给出了具体有效的实施策略。论文内容包括:一、提出了一种基于蚁群优化的的LEACH(Low energy adaptive clustering hierarchy)协议改进算法。针对LEACH算法的不足,算法在簇首选择阶段引入节点剩余能量和附近节点密度因素以避免传统LEACH算法中个别簇首过度消耗问题;成簇阶段使用蚁群算法寻找最佳路径,解决了远距离节点直接与Sink节点通信消耗能量过多的问题,从而减少全网节点能量消耗。二、提出了一种基于时延机制的非均匀分簇算法。由于窖池测温系统对于数据采集的实时性能具有一定容忍性,该算法提出了一种节点剩余能量与延迟时间的函数关系,使得能量较多的节点具有较短的等待时间,超时后被优先选为簇首;并提出了簇首竞争半径的计算方法确保其数目稳定且位置均匀分布;成簇过程中节点根据最小消费函数选择簇首,簇内成员加入时考虑簇首能量,二者距离以及簇首和汇聚节点角度等因素来均衡簇首能耗,由此达到均衡全网能量,延长节点生命周期的目的。三、提出了一种低功耗窖池测温系统的设计方案。文章结合第三章的节能路由算法,设计了一种实时监测酒醅发酵过程中温度变化的低功耗无线测温系统,感温节点以STM8L为微处理器,Si4463为无线通信模块,PT100为温度传感器,使用最小二乘法分段线性拟合PT100电阻和温度的一阶关系保证测量精度,通过无线方式与汇聚节点通信。上位机以LabVIEW开发人性化操作界面,底层串口程序通过485总线采集汇聚节点的数据。文章在保证系统稳定可靠的同时着重针对系统各部分进行节能设计。