农产品物流运输装备智能监测与跟踪技术

针对农产品物流的特点,提出了一种基于无线传感器网络和无线数据传输技术的农产品物流运输装备智能监测与跟踪系统;建立了冷藏集装箱(冷藏车)内部参数监控的无线传感器网络,通过智能终端与无线移动网络和INTERNET的无缝连接,实现数据传输到指定数据服务器.无线传感器网络采用星型拓扑结构,通过软件设置在需求时唤醒无线传感器网络节点.实际应用表明,该系统工作性能稳定,在数据采集和传输等方面均达到了设计要求.     

基于WSN的北美冬青鲜切枝冷链全过程监测系统

为了保证北美冬青鲜切枝冷链物流过程中的品质,提高冷链物流过程的可追溯性和透明度,以433MHz为发射频率,温湿度和气体环境为关键参数,设计了面向北美冬青鲜切枝冷链物流的无线实时监测系统。系统包括从传感器节点、主传感器节点和远程监测系统。从传感器节点集成了温湿度传感器、CO2传感器和乙烯传感器,主传感器节点用于建立和维护无线传感网络和汇集数据,远程监测系统用于远程实时监控。同时,对传感器节点的标定、准确性和功耗进行测试,并且将该系统应用于北美冬青冷链实地监测。结果表明,监测系统能够很好地应用于北美冬青存储和运输全过程,且能够稳定、准确地监测冷链环境温度、相对湿度、CO2和乙烯体积分数等关键参数的变化过程,有效反映了北美冬青鲜切枝的品质变化。     

基于SPC的农产品冷链物流感知数据压缩方法

针对无线传感器网络实时监控的农产品冷链物流环境中,传感器节点的感知数据传输频率高、能耗高和监测时间短的问题,提出基于统计过程控制( SPC)的感知数据压缩方法,设计了适用于传感器节点数据处理的动态-单值-滑动极差(D-X-Rs)算法.通过冷链物流环境试验仿真,对比了D-X-Rs算法、阈值算法和K-滑动均值算法的数据压缩性能.结果表明,D-X-Rs算法数据的每数据点压缩开销(CCP)在温度稳定和波动状态均与最优方法所得结果接近,具有良好的平衡性和适应性.     

基于 ZigBee 技术的农田监测系统设计

当前无线传感器网络技术逐渐成熟,促进了智能农业和精准农业的发展。为获得实地、大范围和实时的农田信息,提出了一种基于ZigBee 技术的信息监测系统设计方案,包括硬件平台的设计和系统软件的开发。硬件平台以ATmega 128单片机和CC 1101射频芯片为核心,主要由数据处理单元、无线模块、传感器控制矩阵、数据存储、供电单元、模拟接口和数字接口等构成。在TinyOS 操作系统的开发平台上利用 nesC 语言实现了传感器节点和汇聚节点的软件开发。对传感器节点主要进行了传感器驱动程序设计,而汇聚节点主要进行了串口通信编程。此外,根据节点不同的工作模式,设计了节点的节能算法。该系统稳定、可靠,满足设计需求。     

基于 ZigBee 的中国林蛙养殖大棚测控系统

基于ZigBee 无线传输协议和CC2430芯片,设计了用于中国林蛙养殖大棚环境的测控系统。该系统由PC上位机、协调器节点、路由器节点、传感器节点和执行机构节点组成。设计了人机交互界面,实现了实时监控环境参数、自动报警和执行。通过对传感器节点和执行机构节点的测试与验证表明,该系统能够快速、准确地对监测区域的温湿度与光照强度进行采集、传输和控制,减少了人员管理的工作量,提高了中国林蛙的成活率。     

基于ZigBee技术的农田土壤温湿度监测系统设计

根据现代农田合理灌溉的需求,设计了一种基于ZigBee技术的农田土壤温湿度监测系统,该系统由传感器节点、协调器节点和PC机组成。采用低功耗的CC2530芯片为核心,设计开发了协调器节点、传感器节点的硬件电路和软件流程。传感器节点增加了功放CC2591,实现农田无线网络土壤信息的远距离传输。试验表明,系统能够实时显示土壤温度及传感器节点网络地址,并在无障碍情况下,网络通信距离可达1.8km。该系统具有距离远、成本低、功耗低等特点,满足设计要求。     

基于无线传感的丘陵葡萄园环境监测系统研究

为了解决丘陵葡萄园环境信息和土壤墒情的无线监测问题,设计了一种能够实时采集、传输数据的丘陵葡萄园环境采集系统。系统基于无线传感器网络技术,采用Amega128L微处理器和CC2420芯片为基础设计无线传感器节点,传感器节点上接有土壤温湿度传感器、空气温湿度传感器以及光照强度传感器,通过这些传感器采集葡萄园环境信息。传感器节点将采集的环境信息经无线方式传给汇聚节点,汇聚节点通过RS232串口将数据传到上位机的数据库中,实现了丘陵葡萄园环境信息的无线实时监测。试验研究表明,系统具有功耗低、传输数据实时可靠等优点,能很好地实现丘陵葡萄园环境监测的应用要求。     

基于CC2430的温室智能无线传感器节点设计

针对温室环境数据信息监控的特点,设计和开发了一种能够监测温湿度的无线智能传感器节点.采用集射频与微控制器于一体的CC2430作为ZigBee无线网络节点的核心器件,传感器采用SHT11数字温湿传感器,介绍了无线传感器节点的硬件设计原理、组成及软件实施流程等.经测试,所设计的节点成本低廉,功耗低,并拥有简单而灵活的通信网络协议,适合在温室、大棚和精细农业等领域推广应用.     

基于无线传感器网络的节水灌溉系统设计

当前无线传感器网络技术逐渐成熟,促进了智能农业和精准农业的发展。为提高我国农业用水效率,提出了一种基于ZigBee技术的节水灌溉系统设计方案,包括硬件平台的设计和系统软件的开发。硬件平台以AT-mega128单片机和CC1101射频芯片为核心,主要由数据处理单元、无线模块、传感器控制矩阵、数据存储、供电单元、模拟接口和数字接口等构成。在TinyOS操作系统的开发平台上利用nesC语言实现了传感器节点和汇聚节点的软件开发。传感器节点主要进行了传感器驱动程序设计,而汇聚节点主要进行了串口通信编程。该系统稳定、可靠,满足设计需求。     

基于无线传感器网络的中央监控系统的设计

设计了一种无线传感器网络中央监测系统。以承载ZigBee技术的CC2430芯片为无线节点的检测与信息处理核心,结合温度、湿度传感器模块,构成无线传感器网络终端检测节点,对现场环境实时检测,并通过路由节点将数据上传;路由节点模块设计,采用无线或RS—485标准的方式与中心节点进行信息通讯,现场循环检测数据能实时传送给中央监控计算机,实现深入现场内部的多点检测和实时监测。在草莓大棚的应用表明,系统可以满足大棚信息采集需求。     

土壤水分无线传感器网络节点设计与测试

在研究无线地下传感器网络(wireless underground sensor networks,WUSN)技术应用于农业灌溉时,利用嵌入式处理器和射频模块开发设计了无线地下传感器网络节点和汇聚节点。WUSN节点由传感器、处理器、无线通信和能量供应模块组成,处理器采用MSP430单片机,射频模块采用433MHz频率的H8410通信模块,汇聚节点由RF收发模块、核心控制电路、信息处理、数据存储、液晶显示和电源等部分组成。WUSN节点采集土壤水分信息,并发送给汇聚节点,实现对信息的汇总、分析、处理、存储、显示和传输。对不同的土壤含水率进行试验,得出节点低含水率下无线电信号的路径损耗和误码率最小。同时,通过节点埋藏深度的改变对信号衰减的影响,得出有效传输的最佳WUSN节点埋藏深度。无线地下传感器网络节点的设计在农业信息采集、灌溉等方面具有广阔应用前景。     

基于CAN总线的液压支架压力传感器自动化系统的设计

以煤矿液压支架压力传感器为研究对象,结合设计规范,设计了一种基于CAN总线的智能压力传感器。分析了CAN节点的分类和功能特点,介绍了系统的配置方式,探讨了CAN节点的硬件和软件设计方案。     

基于任务调度优化的农田WSN节点设计

针对复杂农田环境对无线信号干扰强、节点能耗大等问题,设计一种改进的农田信息采集无线传感器网络节点。该节点以单片机为核心控制器,优化无线传感器节点任务调度,并且提出“模拟化+路径”的方法结合滑动平均数字滤波技术对数据采集和处理。实验表明:该无线网络节点增加了能源的利用率,提高数据采集的精度(精度达到97.6%),可以满足农田信息采集的应用要求。     

土壤信息采集传感器节点的透地通信特性试验

为了揭示电磁波在土壤中传输的一般特性,部署无线地下传感器网络节点,设计了土壤信息采集传感器节点的透地通信试验.试验利用433 MHz载波频率无线地下传感器网络节点,通过小麦大田试验和计算机模拟,对不同的接收节点高度、发射节点和接收节点间水平距离等条件下传感器节点电磁波的传输特性进行了研究,建立了接收信号强度和丢包率的关系模型,提出了小麦4个生育期农田土壤信息采集传感器节点在土壤中的传输特性.试验结果表明,接收节点高度变化时,接收节点高度和节点间水平距离对接收信号强度影响的8种模型拟合优度,R²最大为0.998,R²最小为0.837;对丢包率影响的8种模型拟合优度,R²最大为0.998,R²最小为0.900.节点间水平距离变化时,接收节点高度和节点间水平距离对接收信号强度影响的8种模型拟合优度,R²最大为0.958,R²最小为0.847;对丢包率影响的8种模型拟合优度,R²最大为0.997,R²最小为0.941.     

基于WSN的低功耗湿地土壤监测系统设计

针对扎龙自然保护区的土壤环境监测需求,采用CC2530PA模块设计终端节点,基于Z-Stack协议栈搭建自组织传感网络,传感器选取土壤湿度传感器、温度传感器以及雨滴传感器,组建低功耗湿地土壤监测系统。系统结合低功耗路由协议和实际环境监测需求提出采集发送端低功耗节点设计的改进算法,有效地减少节点的功耗、传输延迟和丢包率,从而延长整个网络生存时间。     

农村饮用水源地水质监测节点研制

针对目前农村饮用水水源地水质监测存在实时性差、监测区域小、多点同步连续感知手段缺失等问题,对水源地水质在线监测传感器节点和GPRS网关节点进行了设计。传感器节点负责对监测区域水质参数进行采集,通过无线传感器网络将数据发送至网关节点,并由网关节点通过GPRS模块远程传输数据至监测中心。传感器节点与网关节点在系统休眠时的电流消耗平均为0.026 m A,传感器节点在数据采集、数据发送以及数据接收时的电流消耗分别为32.82、27.35与23.45 m A,网关节点在数据发送、数据接收以及数据上传时的电流消耗分别为34.47、30.12和57.43 m A;节点p H远程采集误差范围为0.63%~1.67%,溶解氧远程采集误差范围为1.10%~2.20%,温度远程采集误差范围为2.23%~2.27%;在43 d的组网测试中,网络平均丢包率为2.08%。测试结果表明,所设计的节点与网关可实现数据采集以及远程、稳定传输,满足农村饮用水水源地水质在线监测需求。     

基于ZigBee无线传感器网络的土壤墒情监测系统

针对当前对智能节水灌溉的需求,为精准农业提供科学依据,设计了基于ZigBee无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)的土壤墒情监测系统。本设计研发了集环境自动监测传感器、无线智能控制终端和数据采集传输终端于一体的低功耗智能传感器节点,重点阐述了其软硬件设计,控制器采用低功耗单片机Msp430F149。本设计采用ZigBee无线传感器网络,能实现信息采集节点的自动部署,数据自组织传输,可应用于温室、农田等区域,有助于更好的节能节水,有效地提高农作物单位面积产量。初步测试结果验证了该系统的合理性与实用性。     

基于ZigBee技术的农田滴灌自动控制系统设计北大核心

针对传统滴灌技术中布线繁琐及对人工经验的过度依赖等问题,设计了基于Zig Bee技术的农田滴灌自动控制系统。在传感器节点硬件设计的基础上对控制节点、传感器节点和上位机进行编程,并通过PC界面对田间信息进行显示、记录以及阀门状态控制。为满足实际运行需求,系统采用自动控制和手动控制相结合的方式进行管控。同时为适应农田大面积种植以及地块分散等情况,系统采用动态组网和自动路由功能的网状拓扑结构,以更好地满足网络的稳定性能。     

基于分簇数据融合的农产品冷链温度监控方法

针对现有基于无线传感网络的农产品冷链物流监测系统,传感器节点数据传输量大,带宽利用率低、能耗高,网络生命周期短的问题,提出了一种基于算术平均值与分批估计的簇内数据融合及自适应加权的簇间数据融合冷链温度监测方法。首先利用疏失误差对采集数据进行预处理,然后利用平均值与分批估计方法对簇成员节点发送的数据进行融合处理,最后簇头节点利用自适应加权算法对接收到的成员节点数据进行进一步的融合处理。实验证明,基于该数据融合方法的冷链监测系统网络生存周期相比传统方法提高了34.2%,稳定周期相比于传统低功耗自适应集簇分层型协议提高了11.4%,数据融合精度高于传统算术平均值法7.6%,系统能耗每轮降低约32.5%。能够有效降低冗余和可信度较差的数据对测量结果带来的影响,减少不必要数据传输损耗,降低了冷链物流成本,提高了农产品冷链物流信息化程度。     

基于WSN的水产品冷链物流实时监测系统

为降低水产品物流损耗、提高水产品冷链物流信息化程度,以ZigBee协议为基础,围绕CC2530型无线传感片上系统,设计了基于无线传感网络(WSN)的水产品冷链物流实时监控系统。系统包括用于采集温度数据的监测节点、用于ZigBee网络组织与数据汇聚的协调器节点和用于实时监测、数据存储和网络控制的远程管理系统。冷链环境系统测试表明监测系统能够应用于水产品冷链物流仓储和运输的全过程,监测节点在变温箱温度-18℃时工作可靠。通信性能测试表明使用-3 dBm射频功率在30 m通信范围内丢包率小于8.4%,节点通信能耗低。