基于无线传感器网络的粮虫声信号采集系统设计

为了解决现有储粮害虫声信号采集系统存在的扩展性差、智能化程度不高、性价比较低、灵活性不强、数据传输能力较弱等问题,该文分析了现有储粮害虫声信号采集系统存在的局限性,在此基础上,利用无线传感器网络和压缩感知技术,设计了一种新型储粮害虫声信号采集系统,给出了系统结构和软硬件实现方法,并将其用于采集储粮罐内赤拟谷盗成虫的爬行声。试验结果表明,系统设计方案合理可行,且由于使用了压缩感知技术,在采样频率为10 KHz的情况下,可实现20个采集节点所产生的声信号原始采样数据的远程、实时、可靠无线传输。该研究为无线传感器网络在储粮害虫防治中的应用做出了探索。     

基于LC谐振传感器的包装茶叶含水率无损检测

介绍一种基于经典电路理论的无线、无源LC谐振传感器设计,并将其用于包装茶叶含水率的快速、无损检测。所提出的LC谐振传感器实质上是一个印刷在湿敏绝缘衬底上的单一平面电容和螺旋电感构成的谐振电路,通过将传感器放置在茶叶包装袋内,由于包装袋内湿度变化会引起平面电容的电容值变化,进而导致传感器的并联谐振频率变化,利用连接在包装袋外部含水率测量仪上的感应线圈远程检测传感器的谐振频率值,即可通过谐振频率的变化间接确定包装茶叶的含水率;实验结果表明了该检测方法合理可行,与国标方法相比较,测量结果无明显偏差,解决了包装茶叶含水率快速、准确、无损检测的难题。     

温室无线传感器网络监控系统的事件驱动调度器

针对基于无线传感器网络构建的温室环境监控系统的整体性能受时变传输延时、丢包、网络拥塞、延时抖动等不利网络属性的影响，提出一种采用事件驱动机制的反馈调度策略。该反馈调度策略以截止期错失率作为网络服务质量性能评价指标，针对传感器节点和汇聚节点间的数据传输，利用反馈控制技术在线调整各个传感器节点的采样周期，使传感器节点的带宽要求适应网络负载的动态变化，从而保证网络服务质量维持在一定水平；在此基础上，引入新型的事件驱动机制来降低反馈调度策略设计难度和资源消耗。实验表明，该事件驱动反馈调度策略合理、有效并实用。     

基于无线传感器网络的多参数粮情自动检测系统设计

为解决现有粮情检测系统存在的功能单一、性价比较低、灵活性不强、数据传输能力较弱等问题,该文分析了现有粮情检测系统存在的局限性,在此基础上,设计了一种基于无线传感器网络的新型多参数粮情自动检测系统,给出了系统结构和软硬件构成方法。所设计系统能同时对粮仓内、外环境温度,环境湿度,多种有害气体浓度,粮食温度,粮食水分,储粮害虫进行实时、多点检测,并将测量数据可靠、无线发送给远程监控中心。初步试验表明了该系统的合理性和实用性。该文可为无线传感器网络在粮库中的应用提供参考。     

基于无线传感器网络的茶园分布式灌溉控制系统

为实现茶树需水信息准确检测和茶园精量灌溉自动控制,设计了一套基于无线传感器网络的茶园分布式灌溉控制系统,给出了系统体系结构及软、硬件实现方法;针对无线传感器网络节点在茶园内高度分散的特点,提出两种适用于不同规模茶园的分布式灌溉控制方案,设计了由模糊控制器和最优化控制器组成的分层灌溉控制器,使得系统可在满足一定性能指标前提下,实现茶园精量灌溉控制.试验结果表明系统设计合理可行,特别适用于大型农田、果园、苗圃等区域的精量灌溉.     

温室无线传感器网络监控系统的事件驱动调度器

针对基于无线传感器网络构建的温室环境监控系统的整体性能受时变传输延时、丢包、网络拥塞、延时抖动等不利网络属性的影响,提出一种采用事件驱动机制的反馈调度策略.该反馈调度策略以截止期错失率作为网络服务质量性能评价指标,针对传感器节点和汇聚节点间的数据传输,利用反馈控制技术在线调整各个传感器节点的采样周期,使传感器节点的带宽要求适应网络负载的动态变化,从而保证网络服务质量维持在一定水平;在此基础上,引入新型的事件驱动机制来降低反馈调度策略设计难度和资源消耗.实验表明,该事件驱动反馈调度策略合理、有效并实用.     

基于压缩感知理论的农业害虫分类方法

为提高现有害虫分类方法的分类效果,该文分析了现有害虫分类方法的局限性,在此基础上,提出一种基于压缩感知理论的害虫分类新方法。该方法利用害虫训练样本构造训练样本矩阵,通过求解l1范数意义下的最优化问题实现害虫测试样本的稀疏分解,由于稀疏分解结果中包含了明确的分类信息,可直接用于害虫分类。利用该方法对12类储粮害虫和110类常见害虫进行分类,在4种不同试验条件下,分类准确率分别达到92.9418%、98.2877%、78.8651%和61.5938%,证实了压缩感知理论用于害虫分类是合理可行的。     

温室环境控制无线传感器网络的服务质量管理

针对基于无线传感器网络构建的温室环境控制系统,为了减少无线网络固有的时变传输延时、丢包、网络拥塞等现象对控制性能的影响,该文从提高网络服务质量（quality of service,QoS）的角度出发,提出一种基于Takagi-Sugeno模糊控制器的QoS管理策略。该QoS管理策略以截止期错失率作为QoS性能评价指标,针对传感器节点和执行器节点之间的数据传输,通过动态调整传感器节点的采样周期,使截止期错失率维持在设定水平,从而提高网络QoS。初步试验表明了该QoS管理策略的合理性、有效性和实用性。该QoS管理策略可以广泛应用于温室、农田、苗圃等区域。该研究为提高无线传感器网络在设施农业中的应用水平做出了有益探索。