基于无线传感网的森林环境监测系统研究
Study on Forest Environment Monitoring System Based on Wireless Sensor Networks
森林是生态系统的主体,在全球碳循环中扮演这非常重要的角色.对森林生态非生物环境因子进行持续监测,进而阐明森林生态环境因子和森林生态系统的结构与功能之间的相互作用机制,可为森林的合理经营提供理论依据,为对森林生态效益进行科学计量和评价,为制定合理的环境政策具有十分重要的战略意义.运用自组织网络的方式进行随机与格网相结合的方法,搭建了森林环境监测系统.描述了传感器节点的部署方法、数据路由协议及数据包内容,分析了在网络传输中数据缺失的原因和补偿的策略.通过多模态数据交叉测量与感知数据的综合认知技术,实现了对森林生态环境的连续时空多点协同监测.论文以林内传感器节点的光照与温湿度数据为基础,运用IDW插值算法绘制了光照、温湿度的分布图,用线性回归法对相互之间的相关性进行分析,结果表明:无论林内、林缘和林外温湿度的变化相关度都很高;光照对温湿度的影响在林缘和林外的要略低于林内,表明在同样的光照条件下,森林具有良好的降温和增湿效果.本研究还利用无线传感器节点与红外二氧化碳探头结合,在密闭容器内获得土壤表面的温湿度和二氧化碳浓度,通过对获得的数据进行重新标定和校正,计算出土壤表面二氧化碳通量,与Li-8100土壤测定仪对同一土壤样地进行的实验比较,其结果差别不到4%,这为土壤碳通量的测量的提供了一种新的低成本方法.最后总结了无线传感网在森林环境监测中的应用中存在的问题,阐述了与森林生态学结合方面存在的挑战,并展望了未来的发展方向.
- 作者：
- 贾峰
- 学位授予单位：
- 浙江农林大学
- 专业名称：
- 森林经理学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2011年
- 导师姓名：
- 周国模
- 中图分类号：
- S758.4
- 关键词：
- 森林生态环境监测；无线传感器网络；土壤表面碳通量测量；林内温湿度分布图
- forest environment monitoring；WSN；soil surface carbon flux measuring；distribution map of temperature and humidity in the forest