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随着射频通信技术与传感器技术的发展,无线传感器网络（WSN）在智慧农业中的应用成为当下备受关注的热门研究领域之一。温室大棚是农业生产中重要的基础设施,其发展状况直接体现着农业生产力水平。通过无线传感器网络,自动监测温室大棚的环境参数,以达到适合作物生长的最优化设置,可以有效提升农业生产效率和质量。本文从实际应用出发,提出了应用于温室大棚智能监控系统的无线传感器网络设计与实现。现有的无线网络协议栈,如WIFI、ZigBee、Bluetooth等,对微处理器和无线芯片有较高的性能要求,导致搭建无线传感器网络的硬件成本高。本文设计了一种新型轻量级无线通信协议栈,使其可以运行于低端处理器,同时降低对无线通信设备的要求,达到减少构建无线传感器网络硬件成本的目的。本文设计了温室大棚智能监控系统总体架构与采集器、中继器、基站的具体实现方式。采集器通过SHT10、BH1750、MG811等传感器采集空气温湿度、光照强度、CO2浓度等环境参数,以无线方式上传到中继器。中继器主要起数据转发的作用,向上转发业务数据,向下转发控制命令。中继器基于STM32平台,搭载FreeRTOS嵌入式实时操作系统,具备多网卡功能,通过CC2510与采集器通信,2.4GHz无线通信具有更快的传输速率;通过SX1278与基站进行通信,在433MHz频段采用LoRa扩频技术使其拥有更远的传输距离。基站对数据进行解析存储等工作,通过GPRS定时向远程服务器上传数据。服务器的数据中心平台对数据进行统一管理,可查询节点状态或下发控制命令。本论文主要阐述嵌入式软件设计,包括轻量级无线通信协议栈设计,以及采集器、中继器、基站的程序流程设计。测试结果表明,自主设计的轻量级无线通信协议栈具有代码量小、占用内存少、硬件兼容性高、可移植性强等特点,有助于构建低成本无线传感器网络。本文设计的温室大棚智能监控系统行之有效,软硬件开发成本较低,实用性强,在智慧农业领域具有良好的应用前景。