基于定向天线的稻田环境监测WSN网关设计与组网试验研究

为了实现稻田环境信息的实时监测,设计了一种基于定向天线无线传感器网络的稻田环境信息监测系统,并对其网关进行设计。网关节点设计以MSP430F149为核心,外围以nRF905射频芯片和节点通信,节点采用土壤水分传感器TDR-3和空气温湿度传感器DHT22对稻田环境信息进行实时采集与处理,选用MC55作为GPRS通信模块,实现了稻田环境信息的远程传输与监控等功能。在该硬件平台编写硬件驱动程序和通信协议、异常短信报警程序和时间同步协议。测试了网关节点的通信距离、功耗、存储速率,对网关的实用性进行实地试验,网关节点通信距离可达331.18 m,1 h工作周期下可持续工作32 d,数据存储速率达849.7 kbps,组网试验结果表明,内网平均丢包率为0.686%,外网平均丢包率为0.712%,传感器节点采集数据稳定,能够满足稻田环境信息监测的需求。