基于无线传感网的无人机精准喷药系统研究

喷药无人机由飞行平台、飞行控制系统和喷药系统组成,主要用于农药的喷洒。无线传感网络是一种结合了计算、通信和传感器3种技术的产物,可实现对无人机的控制。为此,基于无线传感网络设计了喷药无人机以较低的能量遍历农作物区域的航线控制系统,通过GDOP算法对无人机的航线进行规划和控制,从而达到无人机精准喷药的目的。试验结果表明:基于无线传感网络的无人机航线规划能够使无人机以较低的能量消耗遍历农作物区域,从而达到精准喷药的目的。     

基于无线传感网络的农业无人机航线控制系统

无人机是一个由飞行器、控制站、通讯设备和其它部件形成的系统,在农业领域主要应用于农药喷洒、信息监测和农业保险勘察。农业无人机在飞行过程中的实际航线与规划航路之间会存在偏差,不仅降低了作业质量,还会影响作业效率。无线传感网络是一种与无人机紧密结合的技术,可以用于对无人机的航线进行控制。为此,基于无线传感网络,设计了无人机的航线控制系统。该系统由无人机平台、传感节点、汇聚节点和控制中心4部分组成,对航线的控制通过二维坐标系跟随算法完成。试验结果表明:无线传感网络对直线和曲线航线的跟踪更加稳定,具有较高的航线控制精确度。     

微型无人机低空变量喷药系统设计与雾滴沉积规律研究

针对我国施药机械和农药使用技术严重落后带来的农药用量大、资源有效利用率低、农作物产量和品质下降等问题,设计了微型无人机脉宽调制型变量喷药系统,并利用风洞的可控多风速环境,通过荧光粉测试方法对悬停无人机变量喷药的雾滴沉积规律进行了试验研究。变量喷药系统由地面测控单元和机载喷施系统两部分组成,基于Lab Windows/CVI的地面测控软件,采用频率为10 Hz、占空比可调的脉冲信号经无线数传模块远程控制机载喷施系统;机载喷施系统以ARM Cortex-M3系列的STM32F103VC微处理器为核心,接收地面控制信号实时调节电动隔膜泵电动机转速,以改变系统喷雾压力和喷药量,实现变量喷雾调节。悬停风洞试验中,选择了PWM占空比、喷孔直径、电动离心喷头转速等变量,对不同距离和风速条件下雾滴沉积效果进行了试验研究。试验结果表明,风速是影响雾滴沉积效果的最显著因素,雾滴沉积以抛物线形式分布在采集区域,沉积高峰区随风速增加不仅远离喷头,且飘移沉积量逐渐减少;雾滴粒径在风速小于3 m/s时对沉积效果影响不显著,当风速大于3 m/s时,不同粒径的雾滴均发生飘移,飘移沉积量明显减少且沉积范围向远离喷头运动;粒径101.74μm的雾滴更易发生飘移,沉积高峰区集中在距离喷头4 m以外,且飘移沉积量明显低于粒径164.00μm与228.16μm的雾滴。     

基于紫蜂技术无线传感网络的粮仓检测系统设计

设计了用芯片CC2430和数字温湿度传感器构成的粮库温湿度无线监控系统,该系统完成了对温湿度的数据采集与处理,实现了信息的无线传输,能够实时检测粮仓温湿度,最终实现了粮食储藏管理的自动化和科学化.     

基于自主农业无人机的无线传感器网络定位系统

为了实现农机的自主无人化作业,在农机自主导航的设计上引入了无线传感网络定位系统,并采用蚁群PID算法对定位系统进行了优化,提高了定位系统的定位精度.为了验证无线传感器定位系统在自主农业无人机导航系统应用的可行性,以农田作业环境为研究对象,模拟田间环境架构了不同覆盖距离范围的无线传感网络,并对无线传感网络定位的精度进行了...     

基于TinyOS的温度数据采集无线传感网络节点设计

无线传感器网络具备自组织、部署简单及无需现场维护等特点,在农业环境监测方面前景广阔.本文设计和实现了无线温度传感网络采集节点,包括硬件系统设计和基于TinyOS应用软件的开发.     

果园自动控制喷药系统的试验研究

以果园喷雾小车的喷雾系统为研究对象,设计了空间和平面两种试验方案,通过改变小车油门和试验面与喷嘴的相对位置来改变小车行车速度和喷雾距离,并利用MATLAB和Excel对试验数据进行分析处理,得到试验效果图。试验结果表明,喷雾距离是影响喷雾均匀性的首要条件,喷雾速度影响不显著。当距离在1.5m左右时,均匀性不高,但是药物沉积量高;当距离在1.8m左右时,均匀性最高。     

基于无人机技术的水稻精准喷药系统研究

水稻是我国最主要的粮食作物,但每年因病虫害而严重减产。喷洒农药对病虫害防治效果明显,成本也较低。我国适合用无人机进行水稻喷药作业,但采用的是大面积粗放喷洒方式,不利于节约成本和保护环境。精准喷药能够解决上述问题,符合绿色农业的发展趋势。为此,设计了基于无人机的水稻精准喷药系统,由计算机识别作物区域和空缺区域后形成处方图;喷药设备根据处方图控制喷头开启程度,实现精准喷药;单张图片的处理过程耗时50ms,可以满足快速作业的要求。系统能够识别作物区域,在飞行速度为2m/s时的雾滴沉积量与处方图剂量的线性关系较好,具有较高的作业质量和效率。     

基于无线传感网络的智慧农业监测系统研究

针对传统农业低效率、小规模的特点,提出一种基于ZigBee无线传感网络的智慧农业系统实现方案。该系统通过zigbee无线收发模块,可采集土壤湿度、氮浓度、环境温度、光照、气体浓度等信息,并用GPRS 3G网络传输信息至监控中心。监控中心根据信息及时作出相应处理,从而减少成本,有效提高农作物产量,具有一定实用价值。     

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.     

无线传感器网络在温室农业监测中的应用

针对传统温室农业数据采集系统存在的问题, 提出了一种使用无线传感器网络技术组建农业温室监控系统的设计方案,实现了作物生长环境的无线监控,解决了传统温室农业布线的繁琐性和局限性,为提高温室环境信息管理自动化程度和设施农业种植决策提供依据, 顺应传感器的无线化与网络化的趋势.     

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。     

基于无线传感器网络的土壤信息采集系统

针对土壤信息采集的需要,提出了把无线传感器应用于土壤信息采集的思路,研究设计了一套基于无线传感器网络的土壤信息采集系统。节点设计采用低功耗MSP430单片机和CC2430 ZigBee无线射频芯片完成,可采集土壤温度、湿度和土壤含水率。系统网关设计基于ARM7系列S3C4480X、GPRS模块SIM100,搭建了农田中...     

基于ZigBee无线传感网络的自动滴灌系统设计

针对国内目前多数滴灌作业人工操作,费时费力效果不佳,部分自动滴灌系统实用性不强的情况,提出了基于ZigBee无线传感器网络的自动控制滴灌系统,介绍了系统的硬件构成,软件设计和工作过程。该系统能够监测植物土壤湿度、环境温度和光照的变化,通过无线网络将传感器信号反馈,结合传感器融合技术可对滴灌动作做出精确判断,实施高效的节水灌溉措施。     

基于无线传感器网络的温室CO2浓度监控系统

设计了一种温室二氧化碳(CO_2)浓度监控系统,该系统由传感器节点、CO_2浓度调控节点、无线通信网络和上位机软件平台构成。采用红外CO_2测量模块S300作为传感器节点的核心模块对温室CO_2浓度进行实时测量,并将采集到的CO_2浓度、温湿度、光照等环境信息通过无线网络传输至上位机软件平台,实现了对温室环境的远程监控。上位机软件平台对采集到的环境参数进行处理、信息网络同步,并通过模糊PID算法对温室内CO_2浓度进行智能调节。在通信过程中,传感器节点实时采集接收信号强度(RSSI),在保证数据传输质量的同时有效调整无线发射功率以延长节点寿命。在实验室条件下配备了标准浓度的CO_2气体样品对设计的传感器节点性能进行了标定和表征,结果显示,该传感器对CO_2体积分数的检测下限小于5×10~(-5);对体积分数为3×10~(-4)和6.5×10~(-4)的CO_2气体样品分别进行了10 h的长期测量,相对波动小于2.6%。将该监测系统在吉林省长春市双阳区奢岭镇国信采摘园进行了现场调控试验,试验温室面积为640 m~2,设定温室中CO_2的目标体积分数为8×10~(-4),经调控后温室中CO_2体积分数的波动范围约为(8±0.42)×10~(-4)。该CO_2监测系统具有小型化、高性价比、高测量精度等优势,实现了信息的智能化管理与远程同步,以及温室内CO_2浓度的智能调控。     

基于无线传感网络的智能旋耕机定位系统设计

精确定位是实现智能旋耕机自主作业的关键技术。为此,利用无线传感器网络设计了智能旋耕机的定位系统,主要由部署在旋耕机上的移动定位节点、上位机和Zig Bee无线传感器网络组成。无线网络主要由坐标位置已知的锚节点和移动的定位节点组成。移动的定位节点以低功耗芯片LPC2148作为控制核心,通过接收信号强度指示RSSI原理进行测距,利用3个CC2530模块分别采用三边测量法确定3个未知节点的位置,最后采用三点求质心法进一步提高了定位的精度;同时,借助无线传感器网络实现了与上位机的实时通信。测试结果表明:设计的智能旋耕机定位系统能够实现精确定位,且工作稳定可靠,对农田内8个随机位置坐标上的测量平均误差仅为0.242m,能够为智能旋耕机自主导航作业提供技术保障。     

基于无线传感器网络干燥箱监测系统的探讨

无线传感网络是当今社会发展研究的新方向。在研究干燥箱内部性能和完成各种因素测试工作方面,传统的有线传感网络已经逐渐落伍,能够代替传统有线网络并且满足干燥箱性能测试需求的技术由此应运而生,那就是无线传感器网络技术。为此,简单介绍了无线传感器网络,设计了符合干燥箱性能测试的无线传感结构框图,并选择了合适的无线通信协议和硬件设备。     

基于WSN的观赏鱼养殖水质环境监测系统研究

提出了一种基于无线传感器网络（WSN）的观赏鱼养殖水质监测系统。该系统可以实时监测养殖水质环境参数,同时在水溶氧量不高的情况下可以开启增氧机进行增氧,保证观赏鱼养殖水质处于最佳状态。数据采集节点可以采集养殖水域的温度、pH值及水溶氧量等数据,并可通过900MHz协议无线通信方式上传至中继节点、USB网关节点、GPRS网关节点等。USB网关节点接到数据后通过USB接口上传至计算机;GPRS网关节点接收到数据后将数据上传至远程服务器,用户可以通过手机访问远程服务器查看水质数据;中继节点可以保证大范围数据采集链路的完整性和畅通性。在测试阶段,测试结果表明丢包率与发射功率呈反比关系,与传输距离呈正比关系。同时,高发射功率意味着高能量消耗,所以可根据不同的通信距离选择合适的发射功率,增加该网络的稳定性及低功耗特性;本系统各传感器误差均满足观赏鱼养殖水质监测参数误差要求,可对大范围观赏鱼养殖水域提供可靠地水质参数实时监测。