基于无线传感器网络的节水灌溉远程监控系统

为了节约农田灌溉用水,提高水资源的使用效率,提出了一种基于无线传感器网络与GPRS网络相结的农田自动节水灌溉远程监控系统,该系统由中央监控计算机、灌溉监测控制器、无线传感器网络、GPRS模块和阀门控制器组成。系统以单片机为控制核心,由无线传感器节点、无线路由节点和无线网关实时监测土壤含水率变化,根据土壤含水率和农田用水规律实施精确灌溉。系统实现了节水灌溉的自动化控制,改善了农业灌溉水资源的高效利用和灌溉系统自动化水平。实验结果表明,整个系统的伸缩性较好,当土壤含水率太高或某种因素导致某些传感器节点损坏,系统中的其他部分仍能持续正常工作,具有自组织重新恢复的功能。监控中心能够实时地显示出各节点的土壤含水率参数和阀门的启停状况,实现节水灌溉的远程监控。     

基于ZigBee无线传感器网络的灌溉控制系统设计

在采用一款ZigPyce解决方案的射频芯片CC2430和ZigBee协议栈的基础上,设计了一个简单的无线传感器网络灌溉控制系统,给出了相应设计方案和软件中的实现细节.该系统实现了对土壤含水率的实时检测,并依据土壤含水率灌溉阈值进行自动控制灌溉,以达到节水灌溉的目的.初步测试证明,该系统运行稳定可靠,能够准确获取网络节点...     

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.     

基于无线传感器网络的丘陵果园灌溉控制系统

为解决目前丘陵地区果树灌溉技术中存在的过度灌溉、浪费水资源等问题,以实现丘陵果园节水灌溉,结合无线传感器网络技术,设计开发了一种基于无线传感器网络的丘陵果园灌溉控制系统.系统以ATmega128L单片机为控制核心,由上位机、汇聚节点、无线传感器节点、土壤水分传感器和电磁阀等组成,其中土壤水分传感器和电磁阀连接到无线传感器节点上,汇聚节点与传感器节点之间数据采用无线方式进行传输,汇聚节点通过RS-232串口线与上位机相连.系统能实时监测葡萄土壤含水率的变化,根据土壤含水率来判断葡萄是否缺水,并发出灌溉指令实施对葡萄精确灌溉,系统实现了葡萄园灌溉的自动化控制.通过试验,选定25 cm深度的土壤含水率为灌溉启动监测量,启动灌溉的监测阈值设定为26.8%;选定50 cm深度的土壤含水率为灌溉停止监测量,系统停止灌溉的监测阈值为45.5%.试验表明：系统可以达到精确灌溉要求,结合葡萄的生存阈值可以实现节水灌溉.     

基于无线传感器网络的园林自动喷灌控制系统

针对人工灌溉存在的过量或不足、不及时等缺点,阐述了无线传感器网络与单片机的结合在农业与园林喷灌系统中的应用;同时,介绍了一种自动控制喷灌系统.该系统能在无人值守时自动喷灌,在雨天和土壤水分充足时自动停止喷灌,也能在特殊情况下实行手动喷灌.该系统对节约水资源和人工劳动力很有意义,有着广泛的应用前景.     

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。     

基于作物冠层温度变化的无线传感器网络灌溉系统的研究

针对我国部分地区农田水资源利用率低,且干旱灾害比较严重等问题,根据作物冠层温度变化的特征判别作物的水分状况,从低成本、低功耗角度出发,研发了红外测温无线传感器节点和灌溉控制节点,设计了无线传感器网络精确灌溉系统.该系统可以在远程控制中心准确实时获取监测作物的需水情况,并能实现精确灌溉,系统的设计开发为精细农业时空差异性与灌溉决策研究提供了参考.     

面向精细农业的无线传感器网络关键技术研究

在我国当前农业生产过程中,将无线传感器网络关键技术应用到农业生产优化中,面向精细农业,结合运用无线传感器网络关键技术,不仅有助于优化管理精细农业生产决策,也可以转化农业管理方式,促进我国现代信息化精细农业经济发展。为此,研究了面向精细农业的无线传感器网络关键技术,优化设计了面向精细农业的无线传感器网络管理系统,以便促进精细农业管理的规范化,降低精细农业生产能耗。该研究方案在某精细农业生产中得到应用验证。     

基于单片机构建智慧农业无线传感器网络

农田灌溉对于作物来说是必不可少的,如何根据阳光、土壤、水源分布以及作物自身的生长情况进行农田灌溉至关重要。文章基于单片机技术,使用无线传感器网络构建了一个智慧农业农田灌溉系统,对促进农作物生长起到了很大的作用。     

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。     

精准灌溉系统无线传感器网络休眠技术研

结合精细农业应用需求,对传感器网络中常用的节点供电方式及其特点进行了分析.为延长普通干电池供电的节点寿命,基于节点能耗分析,提出了应用层主导的节点休眠/同步机制,并提供了根据节点期望寿命与数据采集需求计算空占比的方法.最终在实际传感器网络节点上实现了休眠/同步机制,并在国家农业信息化工程技术研究中心的小汤山农业基地进行大量实验,无休眠设计寿命约150h的节点采用休眠技术后节点寿命可达到1年以上.     

喷灌的精确控制方法及技术

改进了“单片机控制系统”的软硬件设计。建立了以PC机与单片机构成的主从式喷灌量和喷灌形状控制系统，实现了几种非圆形状地块的喷灌，测量了喷射距离与喷水时间。试验结果表明，本系统喷射距离的误差与喷射距离的远近无关，水平差距△H最大偏离值为4．7cm，垂直差距△V最大偏离值为7．4cm，喷水量的平均相对误差小于0．5％，喷水时间的平均相对误差小于1．5％，说明系统工作稳定。     

温室节点低能耗型无线传感网络构建方法

结合温室测控系统特点,构建无线传感网络空间结构和时序,以达到降低和均衡节点能耗,延长温室无线传感网络生命周期的目的.在网络空间结构上,以温室上部能量充裕的可移动汇聚节点为枢纽,与能量有限的子节点动态地构成星形无线网络;在网络时序上,使子节点只在连接时段通信,其余时间休眠.通过对子节点最大通信半径和汇聚节点最小通信半径的分析,解决了网络的连通问题.     

远程无线传感器技术在智能灌溉监控中的应用

随着我国实现农业现代化建设步伐的加快,远程无线传感器(网络)技术与计算机科学技术的结合应用,在农业、工业及其它相关行业的自动化检测、监测、控制中正越来越受到重视,得到逐步推广。为此,从目前花卉种植温室大棚水肥精细灌溉技术对植物的生长和管理成本控制起着重要作用的影响考虑,根据花卉种植管理实际情况,提出在花卉种植精细灌溉系统中,利用远程无线传感器(网络)技术与计算机技术组成智能灌溉监测系统,在动态中自动调控水肥中的EC(电导率)、pH(酸碱度)值或监测其它环境参数,解决花卉种植中精细、精准灌溉和自动监测、调控等问题。同时,设计安装了一套花卉种植精细、精准灌溉水肥、远程无线(可达8～12km)监测调控EC和pH值的动态管理系统,对水肥EC及pH值等参数实施自动监测、动态调控。该系统监控距离远,控制范围大,为其在现代农业设施中的广泛应用,提供了技术支撑。     

桃园中无线传感网络通信协议改进设计

为部署和运行符合桃园灌溉应用要求的无线传感网络,选取2470 MHz载波频率,以长时间监测数据包传输率为基础获得可靠通信距离为40 m,短时间内数据包传输率监测结果的分析表明无线链路在短时间内的变化很剧烈,且链路间没有明显的相关性。根据应用要求和链路特点设计了无线传感网络的通信协议;为降低监听功耗,对泛洪时间同步协议进行改进,设计了更符合本应用要求的泛洪-固定根节点时间同步协议;针对短时间内链路质量变化剧烈的特点,改进采集树路由协议以提高数据包传输效率,将两种协议结合,设计了较完备的通信协议,并在TinyOS无线传感网络操作系统上用nesC的编程方法进行实现,最后在桃园中进行现场实验,结果表明:全网节点时间同步的误差小于10 ms,研究的通信协议与基于MultihopLQI的通信协议相比,数据包传输率提高8%~15%,两节AA电池可供节点运行264 d,具有很低的功耗。     

无线传感器网络三维定位交叉粒子群算法

针对标准粒子群算法进化后期收敛速度慢、易陷入局部极小点、早熟收敛等问题,提出一种基于交叉粒子群的农业无线传感器网络三维定位算法。该方法主要包括汇聚节点选取、测量距离修正、节点定位3个阶段,通过借鉴遗传算法交叉操作的思想,增加粒子的多样性,减小测距误差、锚节点数量对定位结果的影响,有效提高定位算法全局搜索能力。仿真结果表明,该方法的稳定性和定位精度均优于标准粒子群算法。在测距误差和锚节点数量相同的条件下,与混合蛙跳定位算法进行性能比较,两种算法的最大定位误差分别为1.337 8 m、1.747 3 m,最小定位误差分别为0.258 3 m、0.561 5 m,平均定位误差分别为0.651 2 m、1.044 7 m。