水产养殖水质环境无线监测系统设计与实现

针对目前水产养殖环境监测手段及监测设备基础薄弱、相对落后的现状,应用无线传感技术、嵌入式计算技术、微机电技术(MEMS)、分布式信息处理技术及无线通信网络技术于一体的无线传感器网络,为水产养殖环境提供数字化、网络化、智能化的实时动态监测系统。该系统不仅能够对水产养殖环境的主要检测指标(水温、PH值、溶氧量、浊度、氨氮等)进行实时监测,还能够对检测指标进行数据融合和挖掘,以建立水产养殖环境检测指标历史数据库,实现监测数据的本地或远程、实时、动态显示和分析,为水产养殖过程中有效提高水资源利用率、改善养殖环境质量、降低污染物的排放等提供了一种重要技术手段和科学依据。     

基于NB—IoT的农产品储运测控系统设计

针对农产品物流环节中农产品配送环境难以得到有效保证这一问题,利用数据采集技术、移动蜂窝通信窄带物联网技术和无线传感器网络技术,设计农产品储运配送测控系统。以传感器模块、继电器模块和无线传感器网络为核心,实现农产品储运配送环境数据的无线采集和设备的无线控制。利用基于移动蜂窝通信的窄带物联网技术使本地的环境数据和设备可以实现远程的监测和控制。测试表明,该系统虽然受到温室大棚和节点安装位置对信号的影响,造成数据在传输过程中的丢包和时延,但系统能够正常使用,实现对农产品储运环境的远程实时监测和设备的控制。     

无线传感网技术在水产养殖环境参数监测中的应用

针对国内水产养殖存在的在线监测系统受到现场条件限制,检测点不易更改和扩充,在恶劣和危险环境难以推广等问题,基于低功耗ZigBee CC2430无线通信技术设计一个水产养殖环境参数监测系统。对传感器节点进行设计,对养殖环境信号的采集、处理方法进行研究,为ZigBee网络降低了数据流量,在此基础上组建Zig-Bee网络,用于数据传输。该系统采用星型拓扑结构组网,通过在监测区域部署网络节点,以ZigBee CC2430芯片为核心控制单元的传感器网络节点实时采集水体温度、溶氧量浓度和pH值等环境数据,将监测数据汇集到监测中心,实现统一的数据管理和网络路由监测功能。试验证明,该系统稳定性好,数据传输可靠性高,通过增加数据采集频率,减少了数据丢包率,适用于不便直接连线的水产养殖环境监测场合应用。     

温室环境无线监测系统设计

介绍了一种结合嵌入式技术和无线传感器网络技术的温室现场环境信息无线采集系统的设计方案.系统主要由嵌入式控制终端和无线传感器网络节点组成.控制终端基于ARM9处理器和嵌入式Linux操作系统设计,用于温室环境数据的接收、远程发送,实时显示和存储.控制终端向远程服务器发送数据,并接收命令,两者之间的通信使用GPRS方式.无线传感器网络采集温室环境数据,并发送给控制终端.整个温室现场监测系统避免了传统温室使用有线方式布线的繁琐.     

无线传感器网络在养殖环境监控中的研究进展

文中针对养殖环境监控现状综述了无线传感器网络技术的应用及发展趋势。重点对水产、禽、生猪养殖环境的监控技术研究进展进行了分析,论述了节点能量管理、无线传感器网络拓扑、时钟同步以及节点定位等无线传感器网络养殖环境监控中的关键技术,对研发低功耗传感器、节点优化设计、适应于养殖环境的传感器网络路由协议等研究方向进行了展望。     

水产养殖环境无线监测与自动控制系统设计

针对水产养殖环境粗放调控的现状,研发了一套基于虚拟仪器、无线传感网络及GSM技术的水产养殖环境无线检测与自动控制系统。基于虚拟仪器技术,系统能够现场在线检测溶解氧、温度和pH值等水产养殖环境因子,并能视情自动控制增氧机;基于无线传感器网络（ZigBee技术）形成多鱼塘群控;通过GSM技术将水产养殖环境参数变化和预警发送到养殖户手机。系统在天津宝坻鱼种场示范应用表明:能够精准实施检测和控制养殖环境,达到了节能增效的目的。      

基于氨气敏电极法的水产养殖氨氮在线监测系统设计

为提高水产养殖氨氮检测效率和测量精度,降低养殖鱼体死亡所带来的经济损失,本研究以水产养殖水体中氨氮为研究对象,设计了一种基于氨气敏电极法检测原理和数据无线传输技术的水产养殖氨氮在线监测系统。该在线监测系统结构以氨气敏电极法的检测反应条件为基础进行设计,硬件电路以微处理器STM32F407ZGT6为核心进行开发,远程数据监控平台通过JavaWeb网页技术进行开发。通过测试证明:该系统可实现养殖水体的氨氮浓度的远程自动检测,能够较好地满足水产养殖氨氮在线监测的要求。     

基于Zigbee网络的温室环境监测系统设计

为了解决农业生产环境的监控成本高和监控设备不利于布线等问题,设计了基于Zigbee无线传感器网络的温室监测系统解决方案。通过无线传感器网络将收集到的数据进行分析处理、远程监控和环境报警,达到对温室精确控制目的,节约了成本,提高了生产效率。实验结果表明,系统的实用性和有效性较好。     

基于GSM无线传输的温室环境数据采集系统

论述了对温室环境数据进行远程监测的一种方法.温室环境数据采集系统将传感器采集到的环境数据通过GSM模块进行无线传输,实现对温室环境的远程监测.SWP系列多路巡检显示控制仪处理传感器采集的环境数据,并通过RS232串口实时传输给计算机.GSM模块将环境数据通过GSM无线网络传输给远程的数据中心.采用无线数据传输实现通讯具有方便和安全的特点,克服了恶劣环境下架线不便的困难.     

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。     

大田WSN生态测控系统的Internet远程接入设计

提出了一种利用无线传感器网络技术和Internet技术实现大田远程管理和精确测控的方案。该方案基于IEEE802.15.4/ZigBee协议组织网络,以基站为数据中心,并通过GPRS网络接入因特网,实现大田WSN与In-ternet无缝连接。在分析了协议转换方法的基础上,对基站的硬件结构进行了详细设计。采用该方案可将Inter-net网络延伸至农田,为建设精确化、自动化和信息化的农业实时测控系统提供参考。     

基于ZigBee与GPRS的无线水文监测系统设计

针对水文监测系统的要求以及水文监控网络化的需求,分析了国内水文监测系统的发展状况,提出将无线传感器网络应用于水文水利监测系统中.介绍了基于ZigBee与GPRS无线传感器网络的水文监测系统的结构组成和适用于水文监测的ZigBee无线传感器网络拓扑结构.在硬件设计中,分别采用单片机和ARM微处理器与CC2500配合设计网络节点;在软件设计中,移植TinyOS操作系统和ZigBee协议栈,搭建软件开发平台.系统测试结果表明：ZigBee网络通信距离满足大部分水文监测需求,具有较高的可靠性及可扩展性,能方便的实现水文监测的网络化,其与GPRS技术优势相结合,是实现无线水文监测的一个非常理想的解决方案.     

无线传感器网络在农田节水灌溉系统中的应用

针对农田节水灌溉的需要,提出了把无线传感器网络应用于农田节水灌溉系统的思路和农田节水灌溉系统设计方案,该灌溉系统由农田监测区域的无线监测网络和远程监控中心组成,可对农田需水信息变量进行实时监测。介绍了系统的总体架构,设计开发了无线传感器网络节点、基站以及软件流程。该系统采用了无线传输的方式,解决了有线通信方式所存在的难以升级、难以扩展等问题,具有低功耗、低成本、扩展灵活等优点,在农业节水灌溉方面具有广阔的应用前景。     

基于混合WSN的智能灌溉远程SCADA系统

采用Citect组态软件、无线传感器网络（WSN）、和GPRS模块,开发设计了一套分布式精确灌溉的闭环远程SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）系统。该系统主要由上位机、灌溉监控器、WSN、GPRS无线通讯模块和灌溉阀门系组成。其中,无线传感器网络采用地上和地下的混合拓扑结构,灌溉控制器通过土壤水分含量调控区域面积内的灌水量;远程监控中心采用Citect组态软件实现数据、人机界面管理,并可以通过web发布来实现高层次的监控。测试和试验过程中,数据采样间隔设定为30min,选用4组WSN节点,分别测得深度为5cm和35cm处的土壤温度、含水量,测试结果与普通灌溉相比可节水约20％。该系统实现了灌溉的在线自动监控和作物的精量灌溉,创新性的建立了一种地上、地下混合结构的无线传感器网络模型,为进一步研究奠定了基础。     

基于RFID和WSN的养殖场管理系统网络架构

将RFID和WSN技术相融合,并将其应用于开发大规模现代化养殖场管理系统中去。其中,RFID技术实现牲畜个体识别与追踪,WSN技术完成牲畜健康状况和养殖场环境状况的实时监测,为养殖场的自动化管理、环境污染、疫情防治和食品安全等问题提出了综合的解决办法。为此,深入分析了现有的RFID和WSN技术融合的几种类型以及养殖场管理系统的性能需求,对基于RFID和WSN技术的大规模养殖场管理系统的网络架构及需要开发的关键部分进行了设计。     

基于WSN和GSM的智能灌溉控制系统设计与实现

针对干旱区滴灌系统中智能灌溉和远程自动化的需求,基于无线传感器网络(WSN)和全球移动通信系统(GSM),设计并研发了一套可自动控制现场设备的智能灌溉控制系统。系统中的WSN将低功耗的现场控制单元和数据采集单元与节能型路由协议结合,延长了WSN农田信息采集的生命周期;基于GSM中的SMS(Short Messaging Service)技术,将需求命令下发到上位机控制平台;系统通过处理灌溉区的相关环境数据并进行分析,进行一定的自学习及再学习,可实现对现场设备自动控制。在新疆喀什市麦盖提县规模化节水灌溉增效示范基地的应用试验结果表明:该系统能适应恶劣的自然环境,操作简易,具有较好的鲁棒性,可进行广泛的推广应用。     

基于WSN的茶园土壤信息监测系统设计

为获得实地、大范围和实时监测的茶园土壤信息,设计和开发了WSN(Wireless Sensor Network)的茶园土壤信息监测系统,包括数据采集节点的设计和数据管理中心软件的开发。该系统采用大量数据采集节点组成簇状结构网络,每个簇网络中的采集节点采集到的数据通过簇头到达Sink节点,由Sink节点通过串口通信将数据发送到数据管理中心,为农业科技部门决策提供科学依据。试验结果表明,系统能够实现稳定的数据传输,适合对茶园土壤信息的实时监测。     

地下管网无线监测系统节点定位方法

研究了国内外监测节点定位方法,根据市政地下管网具体应用环境,结合地下管网无线监测系统应用特点,提出了一种在线优化训练关系函数的递增式测距定位算法,并采用多种定位修正方法提高节点定位精度。      

基于无线传感器网络的葡萄栽培环境监测系统

为了实现对南方地区设施葡萄关键环境参数的监控,降低农艺人员劳动强度,提出一种结合分层结构的WSN网络和Wi-Fi技术的葡萄栽培监测系统.采用CC2530无线发射芯片为核心构造了采集节点,进行了相应的软硬件设计,完成对空气温湿度、土壤温湿度等参数的实时采集.为了解决节点定位的问题,结合葡萄栽培要求,采用了基于虚拟单元格的网络结构,优化了单元格簇头选举机制,结合分层方法完成多跳传输,并采用了自动重传纠错机制.与典型LEACH-C算法相比,改进算法的网络节点死亡率降低约23%.结合多点接入的Wi-Fi技术扩展了系统监控范围,上位机监测系统操作直观,能实时监测葡萄生长过程中参数变化情况,并根据专家经验库自动报警和指示操作.系统运行稳定可靠,能较好地满足种植管理的需要.