缪祎晟，吴华瑞＋，朱华吉，李飞飞

（1.国家农业信息化工程技术研究中心，北京100097；2.北京农业信息技术研究中心，北京100097）

0 引 言

“精准农业 （precision agriculture）”技术的核心是指利用信息技术精确获农田的湿度、温度、肥料、病虫害等数据信息，以有效地监控农作物的生产管理过程，从而实现科学化、精细化种植，最终达到低投入高产出的目的［1］。遥感系统与地理信息系统主要侧重于大尺度、宏观上的测量监测，而在农业信息化的最后一公里上，无线传感器网络 （wireless sensor network，WSN）则是精准农业在小尺度下的典型技术应用。

无线传感器网络是由大量具有感知、有限计算和通信能力的微小传感器节点构成的分布式自组织网络系统。无线传感器网络节点数量众多，结合自我感知、低功耗、多跳通信、自组网等优势特点，是十分理想的环境实时感知、监测与数据通信的技术手段。无线传感器网络技术是传感器技术、嵌入式技术、无线通信技术等先进技术的融合与发展，在多个领域有着广阔的应用发展前景。无线传感器网络的典型特点是资源受限，在无人值守的大区域内充电或更换电池的不可行性，当某节点能量耗尽而成为失效节点，有可能造成某条路径的失效影响网络性能，因此无线传感器网络低能耗技术一直是研究的重点。

无线传感器网络主要采用的是电池供电，而面向大规模农田复杂环境，能量有限的电池无法支持足够长的时间。大面积农田监测传感器节点数量众多，人工更换电池周期长、工作量大，一旦节点电池能量耗尽，网络性能和覆盖范围将受到很大影响。……