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温室是一种典型的农业栽培设施。温室测控系统检测并控制环境因子(如温度、湿度、光照度、CO2浓度等)使作物在最佳条件下生长，达到增加产量、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的。把无线传感网络这一前沿技术应用到温室测控系统中，能够弥补温室有线测控系统布线复杂、维护困难的不足。然而，WSN节点能量有限、能耗不均与传输的可靠性一直是WSN应用的瓶颈，从而对WSN在温室测控系统中的应用提出了新的挑战。
本文针对WSN的引入对温室测控系统的影响，从系统实用角度和总体应用需求出发，开展温室WSN测控系统的关键技术研究，主要研究内容如下：
1.为了延长网络的生命周期，研究降低、均衡节点能耗的温室WSN测控系统的网络结构，并设计网络参数模型。
2.为实现系统工作能耗低、通信可靠，在网络时空结构基础上，嵌入IEEE802.15.4通信协议，研究系统的通信实现。
3.为调控温室小气候环境奠定基础，研究温室的温度(湿度)模型。
4.温室测控系统是具有开关设备组合控制的分布式、大时滞复杂系统。为了降低系统控制的复杂性，研究结构简单、不需复杂数值计算的开关设备优化组合预测控制方法。
5.为缓解WSN的引入对温室测控系统控制性能的不利影响，研究开关设备优化组合预测控制方法的改进措施，通过缩短传感器节点采样周期提高控制精度，通过估计采样值和控制设备的状态来弥补子节点丢包对系统性能的影响。
6.温室WSN测控系统节点能量有限且故障现象复杂。为实现节点节能、简便的故障诊断，研究基于粗糙集的温室WSN测控系统节点故障诊断方法，提高系统的可靠性。
7.为验证本文网络构建方法对降低和均衡传感器节点通信能耗的有效性，通过实验研究汇聚节点分别在静止、移动工作方式下时，传感器节点RSSI(Received SignalStrength Indicator)与发射功率、T-R(Transmitter-Receiver)距离的关系；通过理论分析拟合传感器节点RSSI曲线，为确定传感器节点发射功率提供参考。
本文取得的主要创新成果有：
1.首次构建了温室WSN测控系统的时空网络结构。在网络空间结构上，以温室上部能量充裕的可移动汇聚节点为枢纽，与下方能量有限的邻近子节点动态地构成星形无线网络；在网络时序上，使子节点只在连接时段通信，其余时间休眠。为解决网络的连通问题，求取了子节点最大通信半径和汇聚节点最小通信半径。
2.为解决系统稳定与节点节能的矛盾，建立了兼顾系统稳定与节点节能的温室WSN测控系统的网络参数模型。
3.提出一种温室测控系统开关设备优化组合预测控制方法。考虑开关设备组合作用下温室测控系统的非线性动态特性，提出了结构简单、不需复杂数值计算的温度(湿度)离散预测模型；在不小于最大时滞时域内设备组合不变情况下，对设备组合进行滚动优化预测控制，大大简化了温室测控系统预测控制算法的复杂性，缓解了测控系统分布大时滞问题。
4.提出一种基于粗糙集的温室WSN测控系统节点故障诊断方法。在网络层面上由能量充裕的汇聚节点在运行过程中实时记录并判断子节点状态，通过简单查“子节点故障诊断决策表”的方式在线诊断子节点故障，子节点无需额外消耗多少能量；从系统化、模块化的角度统一处理传感器节点、控制节点的故障征兆和故障类型，并基于粗糙集及其数据约简理论，设计了一种“一致数据启发式属性约简算法”，进一步简化了故障诊断过程。