无线局域网技术在精细农业中的应用

近10年来,精细农业在世界范围内引起了越来越广泛的注意。为了解决精细农业中信息的快速获取与分析处理问题,提出了基于无线局域网技术的农田信息快速采集与远程处理系统;分析了具体实现系统功能的若干关键技术,如无线局域网技术、GPS技术和远程监测技术等。     

基于嵌入式ZigBee技术的农田信息服务系统设计

针对目前农田信息采集装置功耗大、成本高、定点和移动采集不能同时进行的问题,设计了一套基于嵌入式ZigBee技术的农田信息服务系统.ZigBee无线传感器模块实现农田信息的无线采集;基于ARM9和DSP的嵌入式移动终端使田间生产者随时了解农田信息;WebGIS农田信息管理系统能同时获得各种农田信息,帮助管理者与决策者作出农田决策.最后通过实验对系统进行了验证.     

基于GPRS技术的农田信息远程监测系统的实现

由于农田信息具有多样性、多变性、分散性等特点,为了解决农业中农田信息的快速获取和远程传输的问题,提出了一种基于GPS和GPRS技术的农业信息获取及远程农业监测系统.系统由3部分组成,即DSP和各种传感器构成的现场工作站、GPRS无线模块和GPRS无线网络构成的传输系统、PC机构成的上位机.系统具有定位准确、实时测定和远程传输等功能.为此,主要介绍了系统的软硬件组成和信息的传输原理.     

基于GPRS和-GPS的便携式农田信息采集器

基于GPRS和GPS便携式农田信息采集器,集多种信息采集功能于一体,可实时采集、显示、存储和传输多种农田信息.以GPRS模块为无线传输终端,以GPS模块为地理信息采集终端,以高性能微处理器C8051F020为核心,把采集的信息经GPRS网络和因特网实时地传输到数据中心,以便对农田作业进行规划和管理,对农作物长势、产量等进行预测,从而减少了测量人员的工作量,实现了信息的无纸记录和实时传输,具有携带方便、使用简单和可灵活地进行不同地点信息采集的特点.     

农田信息远程监测与管理系统-基于ZigBee和GPRS

针对农业具有地域分散、对象多样、远离都市、通信条件落后和环境因子不确定等特点,设计并实现了一种基于ZigBee和GPRS的农田信息远程监测与管理系统.该系统采用大量微型无线传感器网络节点组成簇状拓扑结构的网络系统,实现对农田信息的分布式多点采集;通过GPRS 将数据发送到远程监控中心,经处理后存入数据库,并通过互联网发布数据实现共享.由此解决了传统农业农田监测信息存储的有限性和移动测量的不便性等问题,为农业领域中远距离、多要素数据的采集和共享提供了一种有效的解决方案.     

基于MSP430的智能农业机械终端

根据精细农业技术体系的要求,基于MSP430设计开发了一种新型智能农业机械车载终端.该终端集GPS技术、GIS技术和GPRS技术于一体,采用模块化设计,很好地实现了农田信息采集、作物产量监测、农田合理施肥以及农业机械跨区或跨省作业的导航调度.     

农业移动终端无线数据传输技

针对农业信息采集与传输的特点,基于TCP/IP协议研究了移动式农业信息智能服务系统的数据管理和传输方法,设计了移动终端与上位机之间的计算机网络应用层无线数据传输协议,研究了数据传输形式、传输格式和传输内容.初步应用表明,该协议适用于移动式农业信息智能服务系统,并具有一定的通用性和扩展性.应用层协议标准化有利于实现农业信息的共享.     

农田渍害监测预警系统设计与应用

为了提高农田水分管理降低渍害对农作物的影响,开发了基于田间积水及作物根区水分信息监测的农田渍害智能化预警系统.该系统由水分信息传感器、数据采集及无线传输模块、数据处理模块、农田渍害预测以及灾情结果发布模块6部分组成,可实现农田积水及土壤水分状况的连续监测,并通过无线传输系统将农田实时水分信息传输至数据处理终端,根据该系统预测部分的决策支持系统对农田渍害进行评估和预测.在田间试验的基础上,确定了该系统预测模块数学模型中的相关参数,提出了适用于农田渍害评估和预报方法.实地应用结果表明,实时监测结果及预警精度均能达到农田水分管理的需求,而且该系统监测部分小巧轻便,预警终端部分界面友好,操作简单,实用价值较高.对提高当地排涝管理水平、减小农田渍害对农业生产的影响具有显著效果.     

四旋翼无人机在农田信息获取中的应用

低空无人机将成为实时、快速监测农情变化的重要平台。为此,简述了精准农业体系中基于四旋翼无人机的农田信息获取系统的功能模型及其特点,分析了国内外四旋翼无人机及农田信息获取技术的发展现状,总结了该信息获取系统涉及的若干关键技术,进而展望了其发展趋势。分析认为,随着飞行控制和无线信息传输等子系统的逐渐完善,低空农田信息获取系统将逐步满足精准农业的技术要求,推动农业数字化的迅速发展。     

便携式农机监控与路径引导系统设计

为提高大型农机机组的农机管理调度效率与便捷性,基于平板电脑开发了农机监控与路径引导系统。设计了系统结构与数据流程,包括移动终端、服务器、通信网关和监控终端;设计了移动通信终端位置与属性传输、导航通信终端农田更新、导航通信终端路径引导等通信协议。基于Windows 平板电脑和GoogleMap 地图组件,开发了便携式农机管理调度原型系统,主要实现位置报告、机具监控、中心导航和移动指挥等功能。结合2011和2012年北京市相关农机合作社的应用实践,进行了系统应用验证。结果表明,系统可显著提高农机移动管理与调度效率,可为大型农机机组的管理与调度提供有益参考。     

基于VRS技术的RTK-GPS接收系统设计

为了满足精细农业中对高精度定位数据的需求,该文使用低成本的RTK-GPS OEM板和CDMA无线通讯模块,设计开发了一套可采用VRS差分的GPS接收系统。试验结果表明,该系统性能稳定;在快速静态定位时,不同天气条件下的内符合精度为2～3 cm（95%）,可满足精细农业中高精度快速定位的需求;在动态定位试验时,通过与美国Trimble公司的AgGPS332进行对比,2条轨迹间的最大偏差不超过5 cm,可作为高精度的位置传感器用于农业车辆自动导航。     

基于CORS技术的农业机械差分定位系统设计

为满足精细农业中农业机械自动导航对高精度定位数据的需求,阐述了GPS差分定位技术在精细农业中存在的问题,并介绍了CORS技术在精细农业中的重要地位。根据分析,采用低成本的GPS板卡和4G无线通讯网络模块,设计开发了一套基于CORS技术的低成本农业机械差分定位系统,并进行了系统静态内符合精度测试和动态误差测试。试验结果表明:该系统性能稳定,在晴天和阴天2种天气情况下,其静态定位内符合精度为7~8 cm(9 5%);通过多次测量求平均值,其动态定位数据与真实值的误差不超过1 0 cm,动态符合度高,可作为高精度的位置传感器用于农业机械自动导航。     

可定制农产品产地环境数据采集系统研究——基于M/S模式

在建设国家级农产品产地环境信息库中,为了满足农产品产地环境数据采集需求,实现易于操作的可定制化的数据采集方法,并提高数据传输的时效性,提出并设计了一种基于M/S(移动端/服务器端)模式的可定制数据采集系统.该系统将手机作为移动端数据采集设备,利用现代通讯技术实现远程无线数据传输,在一定程度上满足了目前在国家级农产品产地环境信息库建设中针对不同需求实现可定制化的实时数据采集需要.     

基于WSN的茶园土壤信息监测系统设计

为获得实地、大范围和实时监测的茶园土壤信息,设计和开发了WSN(Wireless Sensor Network)的茶园土壤信息监测系统,包括数据采集节点的设计和数据管理中心软件的开发。该系统采用大量数据采集节点组成簇状结构网络,每个簇网络中的采集节点采集到的数据通过簇头到达Sink节点,由Sink节点通过串口通信将数据发送到数据管理中心,为农业科技部门决策提供科学依据。试验结果表明,系统能够实现稳定的数据传输,适合对茶园土壤信息的实时监测。     

基于Windows CE的农田信息快速采集技术

研究了在掌上电脑环境下基于 Windows CE操作系统来实现农田信息快速采集的关键技术。针对典型 GPS的特点 ,提出了相应的农田信息采集的解决方案 ,并在基于 Windows CE的农田信息实时处理系统中得到了很好的应用与验证。     

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ARM田间无线图像嵌入式系统的研究

针对目前大面积田间管理存在的不足,应用图像处理技术与无线通信技术,设计了基于ARM田间无线图像嵌入式系统。该系统包括图像采集终端和图像监控计算机两部分。图像采集终端根据图像监控计算机的指令采集图像数据,对图像数据进行处理后,将数据通过GPRS网络传送至图像监控计算机;图像监控计算机实时接收、解压缩和显示图像数据,实现用户对现场的实时图像监控。研究设计表明,该系统具有结构简单、功耗低、可扩展性强和移动灵活等特点,特别适合大面积田间管理,具有较强的实时性和可靠性。     

基于云平台的智能灌溉控制系统研究

水肥作为影响作物生长的两大主要因素,其管理合理与否直接影响到作物的产量与品质。针对目前我国农业水肥管理中普遍存在的管理模式粗放、自动化程度低、水肥浪费严重等问题,借助无线通信技术、自动控制技术及传感器技术等现代技术,开发了一套集田间信息采集、远程自动控制、设备运行状态监测及灌溉过程调控等功能于一体的智能化灌溉控制系统,有效提高了田间管理的自动化程度和精细化水平,同时还可以对系统和各轮灌区的用水用电量进行精准计量,为灌溉水价计取和农业水价综合改革提供数据支撑,符合现代农业的发展需求。