基于ZigBee的粮情监测无线传感器网络设计

在粮情测控系统中应用无线传感器网络技术是当前的趋势。本文基于ZigBee技术采用ZigBee 2007协议栈对粮情监测无线传感器网络进行设计。实现粮情检测、无线通讯和相关的控制功能,建立一个小型的ZigBee无线传感器网络对粮库粮情全数字测控系统进行模拟操作,验证ZigBee无线传感器网络通讯的可靠性和系统方案的可行性,得到较为满意的结果。     

粮库粮情全数字无线测控系统设计与实现

针对无线传感器网络技术在粮情测控上的应用并没有一种统一可靠的方案,本文基于ZigBee技术采用CC2530单片机和ZigBee2007协议栈对粮库粮情全数字无线测控系统进行设计。设计了CC2530芯片核心板电路、测控分机/协调器底板电路、传感终端底板电路;基于Z-Stack协议栈设计了测控分机、传感终端设备的软件程序。实验证明了所建测控系统的可行性与可靠性。     

基于移动通信网络的温室环境测控系统研究

基于移动通讯网络实现了大型温室中温度、湿度、光照及二氧化碳浓度等环境参数的远程测量与控制.整个系统由中心站系统和测控基站系统组成,中心站系统包括服务器及应用软件、GSM模块和数据库系统;测控基站系统包括单片机系统、传感器、控制执行机构和GSM模块.由于系统硬件采用了模块化设计方法,软件开发用嵌入式操作系统完成,使系统易于扩展、维护和移植.采用GSM技术实现远程测控,解决了大型温室群采用有线传输网络一次性投资过大,使用维护不便等问题.由于GSM网络覆盖全国,研究成果可实现跨地域数据实时分析与处理.     

基于IEEE1451.2和ZigBee协议的温室智能执行器的研制

执行器是温室测控系统实现其温室环境调控的重要环节。为了迎合温室测控系统网络化与无线化的趋势，设计了能够工作在以太网Ethernet和无线传感器网络WSN（Wireless Sensor Networks）的通用化智能控制模块。该模块与不同的通讯模块组合，可分别作为基于IEEE1451．2标准的温室专用测控系统和基于ZigBee协议的温室无线测控系统的智能执行器，具有通用性和标准化的特点。此外，该执行器采用多种抗干扰技术，具有高可靠性和鲁棒性。     

基于Zigbee技术的果园生态环境监测系统

针对我国水果生产管理水平较低、尚无科学的方法实时监测果园生产环境和果树生长状况的现状,提出了一套无线实时监测果园生态环境的方案.该方案基于无线通信协议Zigbee技术,采用Microchip公司的Zigbee协议栈和开发平台,构建了星型无线传感器网络.以温度数据采集为例,介绍了无线传感器数据采集单元;研究分析了Zigbee协议栈网络的形成过程及数据采集发送程序,该程序完成温度数据采集,并无线发送.测试证明,该方案实现环境参数无线采集,为果园环境监测提供了有效的解决方案.     

基于LonWorks技术的气调保鲜库测控系统设计

从气调保鲜库的实际需求出发,分析了用LonWorks技术实现大型气调保鲜库测控系统的优越性;设计了一个网络测控系统方案;并结合Neuron芯片,介绍了现场智能节点和控制器的硬件与软件实现方法。     

基于虚拟仪器的网络测控技术研究

自网络技术实现了同虚拟技术的融合之后,虚拟仪器进入到全新的发展阶段,由此,为测试人员实现了远程测试的便利。在此种技术发展趋势的影响之下,测控技术亦通过虚拟仪器的技术辅助效用与功能实现了技术升级,从而带来对以往测控技术的革新。依托Lab VIEW软件用于线上平台的研发,将实现测控系统的散点式全覆盖测控。在此基础之上,实现对既有技术资源的最佳利用,保证不同技术资源之间呈现出最佳配置状态。依托网络测控,能够改变以往单目标测控的技术局限,实现对多个测控目标的实时全覆盖式测控,如此使得测控人员的工作效度得以增进。     

稻田土壤墒情监测网络分簇策略的研究

通过对分簇路由协议优缺点的分析,在EEUC协议和CADS协议的基础上,结合非均匀分簇和负载均衡思想,提出了一种适合稻田土壤墒情监测网络的分簇策略。该策略根据基站发射功率的不同,将整个网络划分为大小不等的子网,以此构建一个混合型的网络拓扑结构。该网络有效缓解了无线传感器网络中能耗不均匀的"热区"问题。模拟实验结果表明,提出的网络分簇策略可以有效地应用于大规模无线传感器网络中。     

虚拟仪器技术在发动机测控系统中的应用

介绍了虚拟仪器的工作原理 ,阐述了利用虚拟仪器技术开发发动机测控系统所采用的硬件、软件以及应用程序的编程实现 ,提出了利用虚拟仪器技术实现发动机试验测控系统的可行方案。     

嵌入式网络通信系统在温室中的应用

现代温室呈现出大型化、工厂化和智能化3个发展趋势,因而温室测控系统实现网络通信已成为实现温室内生产与管理一体化的必然手段。为此,以32位嵌入式微处理器为核心的温室测控系统为基础,重点介绍了一种具有以太网接口的嵌入式网络通信系统的电路设计方法;同时,给出一个客户端在μCliunx操作系统下利用TCP/IP协议与服务器主机进行Socket通信的过程。经验证,该系统运行状态良好。     

Wireless lysimeters for real-time online soil water monitoring

Identification of drainage water allows assessing the effectiveness of water management. Passive capillary wick-type lysimeters (PCAPs) were used to monitor water flux leached below the root zone under an irrigated cropping system. Wireless lysimeters were developed for web-based real-time online monitoring of drainage water using a distributed wireless sensor network (WSN). Twelve PCAP sensing stations were installed across the field at 90 cm below the soil surface, and each station measured the amount of drainage water using two tipping buckets mounted in the lysimeter and continually monitored soil water contents using two soil moisture sensors installed above the lysimeter. A weather station was included in the WSN to measure micrometeorological field conditions. All in-field sensory data were periodically sampled and wirelessly transmitted to a base station that was bridged to a web server for broadcasting the data on the internet. Communication signals from the in-field sensing stations to the base station were successfully interfaced using low-cost Bluetooth wireless radio communication. Field experiments resulted in high correlation between estimated and actual drainage with r ² = 0.95 and confirmed a reliable wireless communication throughout the growing season. A web-linked WSN system provided convenient remote online access to monitor drainage water flux and field conditions without the need for costly time-consuming supportive operations.     

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。     

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。     

基于物联网技术的设施农业智能管理系统

该文以设施农业中的温室作为研究对象,运用物联网技术,实时远程获取温室内部的空气温湿度、土壤水分、土壤温度、CO2浓度、光照强度及视频图像等参数信息,通过WSN和GPRS网络传输到上位机的设施农业智能管理系统,可远程自动控制湿帘风机、喷淋滴灌、内外遮阳、加温补光等设备,保证温室内环境最适宜作物生长,从而实现温室的集约化、智能化管理,有效降低劳动强度和生产成本,减少病害发生,提升农产品品质和经济效益。      

信息农机农艺技术融合的小麦智慧生产模式研究

为研究智慧农业发展模式与实现途径,本研究设计了小麦产前、产中和产后各生产阶段信息技术与农机农艺融合的基本框架,即产前利用精准导航和激光平地技术实现对土地精准规范化作业,利用空间插值技术和变量施肥技术实现精准化播种与施肥;产中利用物联网和图像处理技术开展营养诊断服务;产后运用传感器技术开展产量实时预测服务。完成并实现了普通农机装备的智能化改造和与农业生产相适应的播种收获装备的研发;研究了具有高效利用光热资源、提高产量和绿色发展的小麦生产优化种植模式;研发了与小麦产前品种播期播量选择和施肥推荐、产中苗情营养诊断、产后产量实时测报等相关系统,并在河南省进行了试验。试验结果表明,采用信息技术与农机农艺融合方案可使小麦增产18.4%,增加产投比16.7%和8.1%,表明信息技术与农机农艺融合的小麦智慧化生产模式是有效的、可行的。     

基于WSN的水产养殖环境监测系统

将无线传感器网络(WSN)技术引入到环境监测系统的开发中,可有效解决水产养殖工作环境复杂、监测地点分散和布线成本高等问题。所介绍的监测系统以一套无线传感器网络节点来形成获取环境参数的自组织网络,利用一种基于GPRS的远程数据传输系统实现无线传感器网络与远程监控端的通信,并通过监测软件对数据进行接收、观测和存储。实验室和水产养殖基地的测试表明,系统运行稳定,数据真实可信,可对水产养殖环境进行有效监测。     

基于无线传感器网络的果园数字信息采集与管理系统

为充分掌握土壤水分、环境温度、环境湿度与光照情况,实现适时、适地、适量灌溉,施肥与远程管理,设计了基于无线传感器网络技术,结合GPS定位（用于WSN锚节点的定位）技术的果园数字信息采集与管理系统。该系统通过相应的传感器采集果园微气象信息（包括土壤水分、环境温度、环境湿度与光照等）,并在无线传感网络的支持下,先结合GPS确定少数锚节点的位置,再根据锚节点计算出未知节点的相对位置,从而确定所有节点的位置信息。采集到的信息经转换后直接接入ES（专家系统）,用ES输出辅助决策信息（状态评价结果,包括精确灌溉与环境控制建议等）给用户,实现了果园数字化管理的可视化、便利化。      

基于无线传感网的设施环境二氧化碳精准调控系统

设计了一套基于无线传感网的设施环境二氧化碳精准调控系统,包括主控节点、监测节点及补施节点,通过Zig Bee协议实现节点间信息交互。监测节点实时获取设施内多点二氧化碳浓度、温度、光照数据;主控节点根据作物各阶段最适生长环境,结合温度与光照阈值,动态计算二氧化碳浓度目标值与实时值之间的差值作为调控参数,采用反馈控制实现二氧化碳动态调控;为改善以往设施二氧化碳补施不均的普遍现象,设施中气体扩散管道采取双M型布置方式,设计开孔大小不同的二氧化碳扩散孔,由补施节点配合对流装置控制各小区域的二氧化碳排放量,达到均匀和定量补施的目的。实地布置和试验表明基于无线传感网的设施环境二氧化碳调控系统可实现稳定可靠运行,以设施番茄为研究对象,在面积36.66 m~2日光温室内补施目标值与实时值的相对误差小于3.5%,在面积27.74 m~2玻璃温室内验证监测节点间二氧化碳浓度变异系数小于2.93%,证明本系统可实现二氧化碳精准及均匀补充。     

基于无线传感器网络和LabVIEW的粮仓监控系统设计

鉴于粮食储备安全的重要性,提出了一种基于无线传感器网络和LabVIEW的粮仓监控系统设计方案。该系统采用无线传感器网络(wireless sensor network,WSN)对粮仓环境进行监测,遵循Zigbee协议将传感器采集的数据以无线方式传输给网关节点;网关节点通过串口将数据传给监控中心;监控中心采用LabVIEW完成数据的实时显示、分析、存储,以及对异常情况的报警,系统实现了对粮仓的智能监控。     

山东高效农业模式下田间管理装备研究进展与对策

现代高效农业是追求经济、社会和生态综合效益最佳的现代农业产业,其发展面临着资源和环境双重压力.从产品设计与制造、机械除草、变量施肥和精准施药等角度深入分析国内外田间管理主要环节作业装备的研发现状,指出肥药资源的精准供给和农机资源的高效利用是山东省高效农业模式下田间管理装备发展面临的两大关键问题.对此,提出在田间管理全环...