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)需要花費大量的勞動力進(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)造更大的財富，相反，很多時候反而浪費了資源。規(guī)?；F(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)主要由三個部分組成：節(jié)點、網(wǎng)關(guān)和軟件?？臻g分布的測量節(jié)點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)特點大規(guī)模包括兩方面的含義：一是傳感器節(jié)點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；另一方面，傳感器節(jié)點部署很密集，在面積較小的空間內(nèi)，密集部署了大量的傳感器節(jié)點。自組織傳感器節(jié)點的放置位置不能預(yù)先精確設(shè)定，如通過飛機播撒大量傳感器節(jié)點到面積廣闊的原始森林中，這樣就要求傳感器節(jié)點具有自組織的能力，能夠自動進(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，甚至遭到人或動物的破壞。

3、集成化傳感器節(jié)點的功耗低，體積小，價格便宜，實現(xiàn)了集成化。同時，微機電系統(tǒng)技術(shù)的快速發(fā)展會使傳感器節(jié)點更加小型化。smart dust就是個很好的例子。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)點成本不斷降低，功能不斷增強，而且無線傳感器網(wǎng)絡(luò)有如此多的特點，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施監(jiān)控，統(tǒng)計出交通的熱點信息。工業(yè)領(lǐng)域智能移動機器人與WSN的結(jié)合。ABB公司開發(fā)出的生產(chǎn)線機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，可以通過聲音和視頻

4、實時了解井下礦道的動態(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現(xiàn)的。在每一大棚中放置一個溫度計，濕度計，二氧化碳濃度計等，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，還有可能造成土壤養(yǎng)分的流失。中國是個農(nóng)業(yè)大國，同時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)點的有效通信距離，將灌溉區(qū)分割為數(shù)塊獨立的灌溉控制單元，在每個單元中設(shè)有一個或數(shù)個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、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)：動物的放牧將無線傳感器節(jié)點安置在動物身上，對動物的生理狀況（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。即在動物身上安裝傳感器，使其變成移動的Wifi熱點，尤其適合群居動物。 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)點燃打火機，或者在10米以內(nèi)有

7、紙巾被點燃，出現(xiàn)了火苗持續(xù)10秒以上，它都能“看”到并立即報警，將信息傳送回遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，同時還會以短信方式通知護(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)的實時采集，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，實時向漁船發(fā)送魚群規(guī)模、魚群種類、魚群活動范圍數(shù)據(jù)，為選擇捕撈地點、捕撈時機、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)