精准农业应用中WSN能量管理研究.pdf

Computer Engineering and Applications 计算机工程与应用 2011 ，47 （13） 241 精准农业应用中WSN 能量管理研究 张荣雨，李士宁，李志民 ZHANG Rongyu ，LI Shining ，LI Zhimin 西北工业大学 计算机学院，西安 710129 School of Computer ，Northwestern Polytechnical University ，Xi ’an 710129 ，China ZHANG Rongyu ，LI Shining ，LI Zhimin.Research on WSN power management in precision agriculture application.Com- puter Engineering and Applications ，2011 ，47 （13）：241-244. Abstract ：In precision agriculture application ，sensor nodes are required to keep working for months ，involving in more se- vere challenges for the power management of the energy-limited wireless sensor networks.Wireless sensor networks ’power management is a complex research area referring to hardware ，OS and application software.It needs to coordinate all the net- work layers ’operation.This paper focuses on the node level power management ，introduces the relative research on sensor node power management and the dynamic power management strategy in TinyOS ，designs a CPU duty cycle analysis mecha- nism for solar greenhouse application named CPUSA ，providing basis for further power management optimization.Oscilloscope is used to acquire the CPU status wave to verify the veracity of the analysis method.The relative analysis on the result of the two methods shows that the method works perfectly. Key words ：precision agriculture ；TinyOS ；wireless sensor network ；power management ；CPU duty cycle analysis 摘 要：在精准农业应用中，传感器节点需持续工作数月，这对能量受限的传感器网络的能量管理提出了更为严峻的挑战。传感器 网络的能量管理是一个涉及硬件、操作系统、应用软件的复杂研究领域，需要协调网络各个层次的操作。主要研究节点层的能量管理 机制，介绍了节点能量管理的相关研究和TinyOS 下的动态能量管理策略，设计了日光温室应用场景中CPU 占空比分析机制CPU- SA，为进一步的能量优化提供依据。利用示波器获取CPU 状态波形并与CPUSA 的结果进行对比分析，验证了CPUSA 的准确性。 关键词：精准农业；TinyOS；无线传感器网络；能量管理；CPU 占空比分析 DOI ：10.3778/j.issn. 1002-8331.2011.13.068 文章编号：1002-8331（2011 ）13-0241-04 文献标识码：A 中图分类号：TP391 1 引言 传统田间实时传感器价格高、可用性差等缺点，同时不需要 20 世纪90 年代，信息等高新技术的快速发