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无线传感器网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术和无线通信技术,能够协作地完成实时监测、传感和采集目标对象的信息,并对其进行处理,传送给需要信息的用户。无线传感器网络一般是由部署在监测区域内的大量传感器节点组成。本文基于茶园旱情监测,对无线传感器节点部署问题进行了研究。
对无线传感器网络节点部署问题进行了分析,并对覆盖和连通问题进行了分析,针对各类算法中的经典算法进行了研究,分析了他们的优缺点。对于确定性布置节点网络,提出了确定性网络的菱形部署,并从节点个数、能耗两方面将菱形网络部署与传统的方形网络部署进行对比。结果表明,菱形网络使用节点数少,而且在数据长距离传输上能耗更小。
设计了适用于无线传感器节点能量检测的功率计,该系统采用AVR系列Mega16单片机,通过测量精密电阻两端的电压差,从而测量出通过节点的电流和加在节点两端的电压,功率计每1s刷新一次显示,实时显示节点当前所消耗的电能和平均功率。
在茶园中进行了随机部署和确定性部署,其中确定性部署选择了菱形部署。通过改变发包时间间隔,对比随机部署网络和菱形部署网络性能。用功率计对两种部署中的节点的能量进行了测试。实验分析表明:
(1)对同一种网络,发包间隔时间越短,丢包越严重。
(2)在相同发包间隔情况下,菱形部署网络丢包少,重传率低,网络性能好。
(3)菱形部署网络中的节点能量消耗少。