无线传感器网在现代农业中的应用

1、无线传感器网络在现代农业中的应用陆宁 谢杰 许晓文 传统农业需要花费大量的劳动力进入到田间地头劳作，施肥浇水，耕地等。其中的弊端就是不能合理地利用有限的资源创造更大的财富，相反，很多时候反而浪费了资源。规模化、现代化无线传感器网络无线传感器网介绍第一章 应用（现代农业） 第二章目录页 CONTENTS PAGE 发展前景 第三章无线传感器网络第一章无线传感器网组成无线传感器网特点无线传感器网应用无线传感器网络组成无线传感器网络(Wireless Sensor Network)主要由三个部分组成：节点、网关和软件。空间分布的测量节点通过与传感器连接对周围环境进行监控。监测到的数据无线发送至网关，

2、网关可以与有线系统相连接，这样就能使用软件对数据进行采集、加工、分析和显示。无线传感器网络特点大规模包括两方面的含义：一是传感器节点分布在很大的地理区域内，如在原始大森林采用传感器网络进行森林防火和环境监测，需要部署大量的传感器节点；另一方面，传感器节点部署很密集，在面积较小的空间内，密集部署了大量的传感器节点。自组织传感器节点的放置位置不能预先精确设定，如通过飞机播撒大量传感器节点到面积广阔的原始森林中，这样就要求传感器节点具有自组织的能力，能够自动进行配置和管理。可靠性WSN特别适合部署在恶劣环境或人类不宜到达的区域，节点可以工作在露天环境中，遭受日晒、风吹、雨淋，甚至遭到人或动物的破坏。

3、集成化传感器节点的功耗低，体积小，价格便宜，实现了集成化。同时，微机电系统技术的快速发展会使传感器节点更加小型化。smart dust就是个很好的例子。无线传感器网络应用随着WSN技术的日臻成熟与完善，传感器节点成本不断降低，功能不断增强，而且无线传感器网络有如此多的特点，因此被应用在了广泛领域内。智能交通分布式布置WSN可以在城市内的交通枢纽、主干道的交通信息实施监控，统计出交通的热点信息。工业领域智能移动机器人与WSN的结合。ABB公司开发出的生产线机器人可以利用装载的传感器将磁能转换为电力能源。除此之外，还可以对机器的健康程度进行监测。环境监控WSN用于矿井安全监控时，可以通过声音和视频

4、实时了解井下矿道的动态，提前对安全问题做出预警。无线传感器网络 在现代农业中应用第二章温室大棚节水灌溉农业中的其他应用无线传感器网络在现代农业中的应用 温室大棚 节水灌溉农业中其他应用传统的大棚环境控制，是通过全人工的方式来实现的。在每一大棚中放置一个温度计，湿度计，二氧化碳浓度计等，由技术员巡查每一大棚的环境参数后，若发现环境参数不对，就要采取一定的措施来进行补偿。 温室大棚叶片温度传感器土壤水分传感器空气温湿度传感器光照强度传感器 节水灌溉传统的农业灌溉：浇地并非浇作物。不仅造成了水资源的浪费，还有可能造成土壤养分的流失。中国是个农业大国，同时正面临着水资源短缺的问题，我们必须利用新技术进

5、行节水灌溉。基于ZigBee无线传感器网络的节水灌溉首先根据农田的管道分布情况，以及ZigBee无线节点的有效通信距离，将灌溉区分割为数块独立的灌溉控制单元，在每个单元中设有一个或数个传输基站和若干分布在农田不同位置的数据采集站，数据采集站通过与土壤水势传感器连接，采集土壤湿度参数，并将数据定时传送给传输基站，经基站整合传给数据处理中心。数据处理中心对接收到的数据进行聚类、存储、做出初步判决，并将判决结果连同部分关键数据通过光纤以太网或者GPRS模块传送给远程监测站，请求工作人员做最后的判决，并将判决信息返回给数据处理中心，数据处理中心根据判决结果向电磁阀控制端发送控制指令，电磁阀控制端根据接

6、收到的控制指令执行灌溉控制。在农业中的其他应用 牧业：动物的放牧将无线传感器节点安置在动物身上，对动物的生理状况（脉搏、血压等）和生存环境进行监测。除此之外，无线传感器网络技术还可用在动物的饲养管理，繁殖管理，疫病监测等。无线传感器网络在为人们监测动物生活状况提供了便利之外，还可以提供网络连接。即在动物身上安装传感器，使其变成移动的Wifi热点，尤其适合群居动物。 林业：森林的火灾预防利用温度传感器、烟雾传感器、红外传感器等进行火灾的预测，然后将预测到的信号通过无线网络传到控制室。安装在树上的红外传感器系统就像是千里眼，可监控范围在15亩以内。一般来说，在5米以内点燃打火机，或者在10米以内有

7、纸巾被点燃，出现了火苗持续10秒以上，它都能“看”到并立即报警，将信息传送回远程监控中心，同时还会以短信方式通知护林员。 渔业：鱼类的养殖在水产养殖方面，传感器可以用于水体温度、pH 值、溶解氧、盐度、浊度、氨氮、COD 和BOD等对水产品生长环境有较大影响的水质参数及环境参数的实时采集，进而为水质控制提供科学依据。在捕捞区域部署水下传感器、水下雷达、水下视频采集设备等监控鱼类活动，实时向渔船发送鱼群规模、鱼群种类、鱼群活动范围数据，为选择捕捞地点、捕捞时机、捕捞方式提供数据帮助。第三章：无线传感器网络的发展前景无线传感器网络技术仍有不足。通常情况下，传感器节点是由普通电池获锂电池供电，能量有

8、限。安全性能也是一个许多人关注的问题。随着无线传感器技术的日益成熟，传感器成本的不断降低，问题解决方案的不断优化，比如数据融合算法、节点定位算法的不断完善，以及更加优秀的无线传输模块，无线传感器网络技术将会在现代化农业中得到更广泛的应用。参考文献： 1 崔逊学,王成,赵湛. 无线传感器网络的领域应用与设计技术M北京:国防 工业出版社,2009:12-15 2 尚明华,黎香兰,王风云,张晓艳,刘淑云,王利民. 无线传感器网络及其在设 施农业监控中的应用J. 山东农业科学. 2012(09) 3 李道亮. 物联网与智慧农业J. 农业工程. 2012(01) 4 祁长璞.基于Zigbee的无线传感器网络在监控系统中的应用研究J. 农业