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近年来,电子信息技术的飞速发展,带动了传统行业的快速转型。农业温室是设施农业的重要组成部分,许多新兴技术开始涌入温室控制领域,并取得了一定的效果。无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSNs)在温室监控领域的应用实现了温室数据采集、处理、传输功能的一体化。但是,其大量传感器节点同时采集同一目标数据的特点必然带来数据的冗余。而传感器节点能量有限,过多的冗余数据将导致节点能量消耗过快,甚至数据通信通道堵塞的状况,使整个传感器网络瘫痪。因此有必要对无线传感器网络数据进行融合处理。本文针对无线传感器网络数据冗余特性,基于数据融合技术设计了一种温室控制系统。 首先,通过分析温室环境特点及温室控制系统的功能要求,设计了系统的总体方案。本系统分为数据采集、数据处理与决策和远程监控三层结构,通过组建以CC2530为基础的无线传感器网络实现对温室环境的数据采集,采集的数据无线发送到主控中心进行融合分析与决策,最后将产生的决策发送给执行模块控制温室中各执行设备动作。远程监控终端可远程实时访问主控中心,接收现场环境数据并可发送手动控制命令干预现场调控。 本文将自适应加权数据融合算法与D-S证据理论结合,建立了温室环境数据的二级融合及决策模型,可有效降低采集节点的数据发送量。通过建立温室环境状态的识别模型,根据证据理论对多种不同质的环境数据的融合分析得出对温室环境状态的判断,结合专家知识产生控制决策。通过对比分析,本系统所采用的数据融合与决策方法降低了系统对未知环境状况的信任度,提高了系统决策的准确性,使调控更加合理,增强了控制系统的稳定性。 根据系统方案进行了硬件及软件设计。硬件设计主要包括采集节点、主控节点和执行节点的芯片选择,各模块的电路连接等。软件设计主要包括各模块的功能流程图设计、程序代码的编写及监控软件的开发。 最后,对所设计的系统进行了功能调试及温室现场运行实验,包括数据采集与通信实验、无线监控实验和温室现场实验等,给出了结果分析及改进方案。