土壤水分无线传感器网络节点设计与测试

在研究无线地下传感器网络(wireless underground sensor networks,WUSN)技术应用于农业灌溉时,利用嵌入式处理器和射频模块开发设计了无线地下传感器网络节点和汇聚节点。WUSN节点由传感器、处理器、无线通信和能量供应模块组成,处理器采用MSP430单片机,射频模块采用433MHz频率的H8410通信模块,汇聚节点由RF收发模块、核心控制电路、信息处理、数据存储、液晶显示和电源等部分组成。WUSN节点采集土壤水分信息,并发送给汇聚节点,实现对信息的汇总、分析、处理、存储、显示和传输。对不同的土壤含水率进行试验,得出节点低含水率下无线电信号的路径损耗和误码率最小。同时,通过节点埋藏深度的改变对信号衰减的影响,得出有效传输的最佳WUSN节点埋藏深度。无线地下传感器网络节点的设计在农业信息采集、灌溉等方面具有广阔应用前景。     

温室环境监测无线传感器网络节点设计

为了解决传统温室环境监测的复杂性和局限性,实时准确地对温室环境因子进行采集,提出了一种无线传感器网络节点的设计方法.节点以超低功耗的MsP430单片机为核心,采用了具有多种工作模式的射频芯片NRF2401和数字化温度传感器DS1820为外围模块,实现对温室环境因子的探测和采集.测试表明,节点能够准确地采集和处理数据,为温室环境监测的无线传感器网络协议研究提供了良好的平台.     

基于无线传感器网络的土壤含水率监测系统设计

针对农业生产过程中信息监测点相对分散和数据有线传输方式的局限性,设计和开发了一种基于无线传感器网络的农田土壤含水率监测系统,系统由3个土壤含水率监测终端节点、1个路由节点和1个网关节点组成。传感器采用蓄电池供电,终端节点和路由节点采用干电池供电,各节点间通信遵循Zigbee通信协议。同时,开发了数据采集、无线通信等程序,能够以任意时间间隔采集监测点土壤含水率数据,实现数据的处理、传输和存储等功能。实验结果表明,系统能实现数据的稳定传输,适合农田土壤含水率实时监测。     

基于无线传感器网络的温室环境监测系统

简述了一种结合嵌入式技术、无线传感器网络技术的温室环境信息采集与监测系统设计方案.系统控制终端基于ARM9和嵌入式Linux操作系统进行设计,用于温室环境数据的接收、实时显示和存储,通过GPRS方式实现与远程管理中心的通信.温室环境数据的采集利用无线传感器网络完成,可采集温室温度、湿度、CO2含量、光照强度,基质温度和湿度等6通道参数信息.无线传感器网络的成功应用解决了传统温室使用有线方式布线繁琐的问题.     

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GPRS的土壤信息采集系统

基于GPRS无线传输技术,针对土壤信息采集系统,通过基于51单片机的无线传输系统的优化设计和测试,建立了土壤信息无线传输系统的软硬件平台,形成了基于GPRS技术的土壤信息采集系统的设计依据和方法,为后续研究和技术普及奠定了基础。     

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。     

基于无线传感器网络的环境温度湿度监测系统

针对目前所使用的有线环境监测系统的缺点,提出了一套基于ZigBee无线传感器网络的监测系统的设计方案.根据温度湿度监测系统的技术要求,设计了系统结构和硬件电路,并给出了软件流程.该系统采用无线数据传输实现通信,具有方便和安全的特点,解决了有线通信方式所存在的难以扩展、难以升级等问题,将有非常广阔的应用推广前景.     

基于ZigBee的无线传感器网络研究

ZigBee无线传感器网络是当前国际上备受关注的、由多学科高度交叉的新兴前沿研究热点,其包含了传感器技术、无线通讯技术和嵌入式技术等,具有信息采集、传输和处理的能力,ZigBee无线传感器网络的发展和广泛应用,将对人们的社会生活产生极大的影响,对产业变革产生巨大的推动作用。     

面向大田信息采集的无线传感器网络节点设计

针对大田应用中传感器多样、低功耗、低成本、通信可靠等要求,设计了一款无线传感器网络节点。节点以MSP430F1611单片机为核心,Si4432作为无线通信模块,采用太阳能板和可充电式锂电池互补供电的方式提供电源。同时,选用了扰动观察法作为太阳能最大功率跟踪算法(MPPT算法),采用了周期性采样策略,并对相邻节点数据进行组合的数据融合方法。本文测试并分析了节点的功耗、通信距离与丢包率之间的关系及太阳能充电时间等。结果表明,该设计具有通用性强、功耗低、充电快、通信可靠等特点,能够满足农业大田信息采集的应用要求。     

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。     

基于无线传感网络湿度自适应的折射式喷灌喷头设计

为了降低风和蒸发因素对喷灌效果的影响,针对我国农业种植的分散和多样性特点,提出了一种适用于生态农业的节水喷灌喷头结构,并设计了具有无线传感网络湿度自适应感应能力的电控阀门,可以根据土壤的湿度情况自动实时灌溉作业,从而有效节约了水资源。本设计的节水喷灌喷头在结构上增加了反向补气嘴,使喷头可以完成直射、步进和反向旋转动作,灌溉系统使用短距离无线通信协议,构建了无线通信网络,使用MSP4 3 0和CC2 4 2 0为主要部件搭建了硬件平台。利用田间试验的方法对喷灌喷头的性能进行了测试,结果表明:传感器采集数据的误差均在精度允许的范围内,采集数据的可靠性较好,节水喷灌喷头可以有效的节约利用水,节水率较高,并且灌溉耗时短,提高了灌溉的质量和效率。     

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水质监测系统研究

针对国内外水质环境研究中水质样品异地监测分析存在的巨大缺陷,研究了水质自动监测系统。文章介绍了基于无线通讯传感器网络的简易水质自动监测系统,实现水质数据自动采集和实时上传,可以实现对钱塘江源头水质（衢州水质）进行更好的监测及保护。     

基于 Zigbee 的风蚀环境数据采集处理系统的研究

以Freescale 公司的无线单片机 MC13213为核心控制器,设计了基于ZigBee 技术的土壤风蚀数据采集处理系统,可实现风速、环境温湿度、大气压力和土壤风蚀量等数据的无线实时采集,并结合LabVIEW 8．6编写数据处理软件对数据进行处理。试验表明,环境数据的传输速率最高可达150kbps,有效传输距离在190m以内;系统可以对32个数据采集节点进行扫描,并对各个节点的数据进行无线传输,可以稳定地用于野外风蚀环境数据的采集和处理。     

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。