無線傳感器網(wǎng)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用陸寧 謝杰 許曉文 傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)需要花費(fèi)大量的勞動(dòng)力進(jìn)入到田間地頭勞作，施肥澆水，耕地等。其中的弊端就是不能合理地利用有限的資源創(chuàng)造更大的財(cái)富，相反，很多時(shí)候反而浪費(fèi)了資源。規(guī)模化、現(xiàn)代化無線傳感器網(wǎng)絡(luò)無線傳感器網(wǎng)介紹第一章 應(yīng)用（現(xiàn)代農(nóng)業(yè)） 第二章目錄頁 CONTENTS PAGE 發(fā)展前景 第三章無線傳感器網(wǎng)絡(luò)第一章無線傳感器網(wǎng)組成無線傳感器網(wǎng)特點(diǎn)無線傳感器網(wǎng)應(yīng)用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)組成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network)主要由三個(gè)部分組成：節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)和軟件?？臻g分布的測量節(jié)點(diǎn)通過與傳感器連接對周圍環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控。監(jiān)測到的數(shù)據(jù)無線發(fā)送至網(wǎng)關(guān)，

2、網(wǎng)關(guān)可以與有線系統(tǒng)相連接，這樣就能使用軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、加工、分析和顯示。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)大規(guī)模包括兩方面的含義：一是傳感器節(jié)點(diǎn)分布在很大的地理區(qū)域內(nèi)，如在原始大森林采用傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行森林防火和環(huán)境監(jiān)測，需要部署大量的傳感器節(jié)點(diǎn)；另一方面，傳感器節(jié)點(diǎn)部署很密集，在面積較小的空間內(nèi)，密集部署了大量的傳感器節(jié)點(diǎn)。自組織傳感器節(jié)點(diǎn)的放置位置不能預(yù)先精確設(shè)定，如通過飛機(jī)播撒大量傳感器節(jié)點(diǎn)到面積廣闊的原始森林中，這樣就要求傳感器節(jié)點(diǎn)具有自組織的能力，能夠自動(dòng)進(jìn)行配置和管理?？煽啃訵SN特別適合部署在惡劣環(huán)境或人類不宜到達(dá)的區(qū)域，節(jié)點(diǎn)可以工作在露天環(huán)境中，遭受日曬、風(fēng)吹、雨淋，甚至遭到人或動(dòng)物的破壞。

3、集成化傳感器節(jié)點(diǎn)的功耗低，體積小，價(jià)格便宜，實(shí)現(xiàn)了集成化。同時(shí)，微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)的快速發(fā)展會(huì)使傳感器節(jié)點(diǎn)更加小型化。smart dust就是個(gè)很好的例子。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用隨著WSN技術(shù)的日臻成熟與完善，傳感器節(jié)點(diǎn)成本不斷降低，功能不斷增強(qiáng)，而且無線傳感器網(wǎng)絡(luò)有如此多的特點(diǎn)，因此被應(yīng)用在了廣泛領(lǐng)域內(nèi)。智能交通分布式布置WSN可以在城市內(nèi)的交通樞紐、主干道的交通信息實(shí)施監(jiān)控，統(tǒng)計(jì)出交通的熱點(diǎn)信息。工業(yè)領(lǐng)域智能移動(dòng)機(jī)器人與WSN的結(jié)合。ABB公司開發(fā)出的生產(chǎn)線機(jī)器人可以利用裝載的傳感器將磁能轉(zhuǎn)換為電力能源。除此之外，還可以對機(jī)器的健康程度進(jìn)行監(jiān)測。環(huán)境監(jiān)控WSN用于礦井安全監(jiān)控時(shí)，可以通過聲音和視頻

4、實(shí)時(shí)了解井下礦道的動(dòng)態(tài)，提前對安全問題做出預(yù)警。無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中應(yīng)用第二章溫室大棚節(jié)水灌溉農(nóng)業(yè)中的其他應(yīng)用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用 溫室大棚 節(jié)水灌溉農(nóng)業(yè)中其他應(yīng)用傳統(tǒng)的大棚環(huán)境控制，是通過全人工的方式來實(shí)現(xiàn)的。在每一大棚中放置一個(gè)溫度計(jì)，濕度計(jì)，二氧化碳濃度計(jì)等，由技術(shù)員巡查每一大棚的環(huán)境參數(shù)后，若發(fā)現(xiàn)環(huán)境參數(shù)不對，就要采取一定的措施來進(jìn)行補(bǔ)償。 溫室大棚葉片溫度傳感器土壤水分傳感器空氣溫濕度傳感器光照強(qiáng)度傳感器 節(jié)水灌溉傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)灌溉：澆地并非澆作物。不僅造成了水資源的浪費(fèi)，還有可能造成土壤養(yǎng)分的流失。中國是個(gè)農(nóng)業(yè)大國，同時(shí)正面臨著水資源短缺的問題，我們必須利用新技術(shù)進(jìn)

5、行節(jié)水灌溉?；赯igBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)水灌溉首先根據(jù)農(nóng)田的管道分布情況，以及ZigBee無線節(jié)點(diǎn)的有效通信距離，將灌溉區(qū)分割為數(shù)塊獨(dú)立的灌溉控制單元，在每個(gè)單元中設(shè)有一個(gè)或數(shù)個(gè)傳輸基站和若干分布在農(nóng)田不同位置的數(shù)據(jù)采集站，數(shù)據(jù)采集站通過與土壤水勢傳感器連接，采集土壤濕度參數(shù)，并將數(shù)據(jù)定時(shí)傳送給傳輸基站，經(jīng)基站整合傳給數(shù)據(jù)處理中心。數(shù)據(jù)處理中心對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類、存儲(chǔ)、做出初步判決，并將判決結(jié)果連同部分關(guān)鍵數(shù)據(jù)通過光纖以太網(wǎng)或者GPRS模塊傳送給遠(yuǎn)程監(jiān)測站，請求工作人員做最后的判決，并將判決信息返回給數(shù)據(jù)處理中心，數(shù)據(jù)處理中心根據(jù)判決結(jié)果向電磁閥控制端發(fā)送控制指令，電磁閥控制端根據(jù)接

6、收到的控制指令執(zhí)行灌溉控制。在農(nóng)業(yè)中的其他應(yīng)用 牧業(yè)：動(dòng)物的放牧將無線傳感器節(jié)點(diǎn)安置在動(dòng)物身上，對動(dòng)物的生理狀況（脈搏、血壓等）和生存環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測。除此之外，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)還可用在動(dòng)物的飼養(yǎng)管理，繁殖管理，疫病監(jiān)測等。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在為人們監(jiān)測動(dòng)物生活狀況提供了便利之外，還可以提供網(wǎng)絡(luò)連接。即在動(dòng)物身上安裝傳感器，使其變成移動(dòng)的Wifi熱點(diǎn)，尤其適合群居動(dòng)物。 林業(yè)：森林的火災(zāi)預(yù)防利用溫度傳感器、煙霧傳感器、紅外傳感器等進(jìn)行火災(zāi)的預(yù)測，然后將預(yù)測到的信號(hào)通過無線網(wǎng)絡(luò)傳到控制室。安裝在樹上的紅外傳感器系統(tǒng)就像是千里眼，可監(jiān)控范圍在15畝以內(nèi)。一般來說，在5米以內(nèi)點(diǎn)燃打火機(jī)，或者在10米以內(nèi)有

7、紙巾被點(diǎn)燃，出現(xiàn)了火苗持續(xù)10秒以上，它都能“看”到并立即報(bào)警，將信息傳送回遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，同時(shí)還會(huì)以短信方式通知護(hù)林員。 漁業(yè)：魚類的養(yǎng)殖在水產(chǎn)養(yǎng)殖方面，傳感器可以用于水體溫度、pH 值、溶解氧、鹽度、濁度、氨氮、COD 和BOD等對水產(chǎn)品生長環(huán)境有較大影響的水質(zhì)參數(shù)及環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)采集，進(jìn)而為水質(zhì)控制提供科學(xué)依據(jù)。在捕撈區(qū)域部署水下傳感器、水下雷達(dá)、水下視頻采集設(shè)備等監(jiān)控魚類活動(dòng)，實(shí)時(shí)向漁船發(fā)送魚群規(guī)模、魚群種類、魚群活動(dòng)范圍數(shù)據(jù)，為選擇捕撈地點(diǎn)、捕撈時(shí)機(jī)、捕撈方式提供數(shù)據(jù)幫助。第三章：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展前景無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)仍有不足。通常情況下，傳感器節(jié)點(diǎn)是由普通電池獲鋰電池供電，能量有

8、限。安全性能也是一個(gè)許多人關(guān)注的問題。隨著無線傳感器技術(shù)的日益成熟，傳感器成本的不斷降低，問題解決方案的不斷優(yōu)化，比如數(shù)據(jù)融合算法、節(jié)點(diǎn)定位算法的不斷完善，以及更加優(yōu)秀的無線傳輸模塊，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將會(huì)在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)中得到更廣泛的應(yīng)用。參考文獻(xiàn)： 1 崔遜學(xué),王成,趙湛. 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的領(lǐng)域應(yīng)用與設(shè)計(jì)技術(shù)M北京:國防 工業(yè)出版社,2009:12-15 2 尚明華,黎香蘭,王風(fēng)云,張曉艷,劉淑云,王利民. 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)及其在設(shè) 施農(nóng)業(yè)監(jiān)控中的應(yīng)用J. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué). 2012(09) 3 李道亮. 物聯(lián)網(wǎng)與智慧農(nóng)業(yè)J. 農(nóng)業(yè)工程. 2012(01) 4 祁長璞.基于Zigbee的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用研究J. 農(nóng)業(yè)