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把新兴的无线传感器网络(WSN)技术应用于温室测控系统对实现农业现代化具有重大的现实意义。节点部署是WSN研究中的基本问题,合理部署传感器节点可以优化WSN多方面的性能,如保证网络的覆盖性和连通性、提高路由协议和MAC协议的效率等。在数据收集型的WSN中,靠近基站的内层节点由于要转发更多的数据,其能量比网络外层节点更容易耗尽,使得网络被分割,即产生所谓的漏斗效应问题。因此,通过研究节点的部署算法来平衡网络负载,延长网络寿命是十分必要的。本文根据温室应用的需求,设计了基于虚拟网格及分簇体系结构的温室WSN测控系统。该温室测控系统周期性的向控制中心提交监测到的温室环境数据,是一种典型的数据收集型网络。为平衡该温室测控系统的能耗,解决其漏斗效应问题,设计了一种基于模糊图论的冗余节点部署算法。该算法将温室测控小区划分为若干虚拟网格,在保证覆盖性和连通性的前提下,于各虚拟网格中部署若干节点形成一个簇,根据各个簇的负载情况配置一定数量的冗余节点以平衡网络能耗。把簇头节点下一跳的选路概率作为边模糊权值引入模糊图论,提出用于计算数据从源节点经m跳到达目的节点概率的定理,为研究网络数据传输提供了一种有效方法。为了在温室测控小区中实现节点部署算法,通过分析网络数据流特点,在通信协议栈的网络层设计了两个路由协议。其中,下行数据路由协议DRP用于转发控制中心下达的控制管理命令,而上行数据路由协议URP则在簇头节点上根据节点部署算法中设定的选路概率以多跳的方式转发上行数据。最后采用支持IEEE 802.15.4协议标准的CC2430作为核心部件进行了传感器节点的硬件设计。通过分析系统的功能需求,按照运行机制设计了软件系统。对冗余节点部署和均匀部署两种算法进行了仿真,从虚拟网格数、冗余节点数、数据融合系数三个方面对两种算法性能进行比较分析。结果表明,两种方式下增加虚拟网格数和增大数据融合系数都将缩短网络寿命,而增大冗余节点数将延长网络寿命;但由于冗余节点部署算法有效平衡了网络中节点的能耗,其在延长网络寿命方面明显优于均匀部署算法。