Hierarchical self-localization of underwater wireless sensor network nodes

The follow-up application of underwater wireless sensor network is influenced by accuracy of self-localization of nodes. The self-localization of nodes is discussed in this paper. First of all, nodes of underwater wireless sensor network are classified into several levels according to the accuracy of position of nodes and the levels are from the first to the fifth in accordance with accuracy of nodes from high to low respectively. Secondly, the level of anchor nodes can be known by those unknown nodes from the information given by the anchor nodes themselves, At the same time the unknown nodes are able to be located in the area controlled by the first level of anchor nodes that are as the aggregation. Then the positioning algorithm is designed correspondingly in accordance with the accuracy level of nodes. Finally, the positioning algorithm is simulated and analyzed. The result shows that the unknown nodes can be located effectively by hierarchical control.     

仿生传感智能感官检测技术及其在云南特色农产品品质检测中的应用

介绍了机器视觉技术、电子嗅觉技术和电子味觉技术3种仿生传感智能感官检测技术的概念,阐述了其功用、特点及其在云南烤烟、普洱茶、中药材和鲜切花品质检测中的应用,同时分析了仿生传感智能感官检测技术用于云南特色农产品品质检测还存在的问题。     

设施葡萄智能化水肥管理体系研究

当前设施葡萄栽培中水肥盲目投入问题严重,因为缺乏灌溉决策标准导致农户实际生产中难以合理应用水肥一体化技术.利用基于NB-IoT网络传输的固态电阻传感器设备对设施葡萄根系土壤水分进行实时监测,建立了基于土壤水分张力的设施葡萄灌溉决策指标,并依托水肥一体化设备实现自动灌溉.研究结果表明:智能灌溉与施肥结合的综合管理比农户常...     

农业装备升降装置非接触式光纤位移传感器设计与试验

为了解决农业设备位移的宽量程、高灵敏度非接触测量问题,提出一种基于Peanut-shape迈克尔逊干涉结构的非接触式光纤位移传感器。分析了光纤Peanut-shape迈克尔逊干涉原理,设计了将磁场与Peanut-shape结构形成的全纤式迈克尔逊干涉相结合的传感器结构,并通过磁场仿真,得到磁场强度曲线。建立了传感器应变标定系统和位移测试系统。试验结果表明:Peanut-shape迈克尔逊干涉的光纤传感器应变灵敏度达到1. 82 pm/με,是普通光纤的1. 5倍,线性度为0. 997;位移测试得到的光谱曲线与磁场仿真曲线结果一致,可以实现位移的测量,且线性拟合度达到0. 999。     

奶牛阴道植入式电阻传感器与无线监测系统研究

针对人工监测奶牛发情费时、费力,仅依靠活动量和非接触式视频监测无法实现奶牛安静发情预警的问题,根据奶牛发情时阴道粘液生理特征变化,提出基于奶牛阴道电阻变化的奶牛发情监测方案。设计了由黄铜电阻探头、8爪防滑装置构成的奶牛阴道植入式电阻传感器,对阴道电阻值进行采集。借助2.4GHz的ZigBee网络开发了无线传输系统,将阴道电阻无线传送给协调器节点,协调器经由RS485总线传输到监控中心。开发了奶牛阴道电阻上位机实时监测系统,实现了奶牛阴道电阻的精确采集和远程实时监测。分别对植入式电阻传感器和监测系统进行了准确性、稳定性、可靠性及能量可用性试验,结果表明,植入式电阻传感器电阻测量探头体积小、安装方便,可测定1~1000Ω范围的电阻,测量精度在±2%以内,24h内电阻最大波动为2Ω;在450m2奶牛养殖区范围内,ZigBee网络数据发送成功率不低于98.5%;植入式电阻传感器终端节点在7.4V/6500mA·h锂电池能量供应下可连续工作38d。监测系统运行稳定,能够精确、可靠、实时地监测奶牛阴道电阻的变化,为奶牛发情程度和排卵时间的准确预测提供了一种新的监测方法。     

基于K-OPLS的无线传感网络室内定位跟踪算法

针对基于指纹的无线传感网络室内定位,提出了一种基于核隐变量正交投影(Kernel-based orthogonal projection to latent structures,K-OPLS)的定位算法。在O-PLS的模型框架下,K-OPLS算法应用"核技巧"将描述变量映射至高维特征空间,给出了描述变量和响应变量之间的非线性关系,以实现对模型的预测成分及与响应-正交成分的计算。K-OPLS算法集核偏最小二乘建模和正交信号校正预处理方法于一体,在一定程度上有效地改进了模型性能,增强了模型解释性。基于RSSI指纹信息,构建锚节点与处于参考位置的非锚节点之间的非线性映射关系,K-OPLS算法可以实现WSN的室内定位跟踪。将所提出的算法应用于仿真与物理环境下的不同实例中,在同等条件下,还与核岭回归(KRR)、核极限学习机(KELM)、核信噪比(KSNR)、核偏最小二乘(KPLS)、核自适应滤波等其他核学习算法进行比较。仿真实验中,基于小波核的WK-OPLS算法在无噪声和有噪声环境下的跟踪估计误差分别为0. 232 6、1. 320 5 m。物理实验中,基于小波核的该算法跟踪估计误差为0. 249 3 m。实验结果表明,所提算法有效提高了定位精度,而且具有一定的除噪能力。     

基于无线传感网络的果园环境信息监测系统研究

影响果树生长的因素有多种,其中至关重要的因素有光照、土壤湿度、温度等,对果园环境信息进行实时监测是实现果园管理现代化的重要手段。基于无线传感网络的果园环境信息监测系统是由不同的传感器收集不同的数据信息,并通过终端发送到协调器,协调器收到终端的环境数据后再通过串口连接至电脑;经过数据处理模块处理后,通过上位机控制软件实时显示环境数据,并且通过显示控制软件远程控制继电器。应用基于无线传感网络的果园环境信息监测系统不仅能够保证果园环境数据的实时性和有效性,也能帮助果农及时对环境变化做出正确的应对决策。     

采摘机器人移动果实目标跟踪研究——基于云存储和无线传感器网络

提高采摘机器人对运动目标的定位能力是提高机器人采摘精度的重要途径,但对于运动果实目标的跟踪和识别需要实时处理大量的图像数据。为有效处理并利用无线传感器实时采集待采摘果实图像,提出了一种基于Hadoop云平台的图像并行处理方案。为了验证方案的可行性,设计了具有运动图像采集和无线传感网络传输功能的采摘机器人,并搭建了基于云存储并行计算的图像抓取平台,利用无线传感器采集的果实图像资源作为原始数据集,对运动待采摘目标进行了图像识别。实验结果表明:采用该方案可以成功地获取运动果实的位置信息,且采摘机器人成功采摘率较高,对于高精度采摘机器人的设计研究具有重要的意义。     

采摘机器人位置校正方法研究——基于无线传感网络和超带宽调频方法

超带宽雷达是新近出现的一种高分辨率雷达,当信号带宽和其发射中心频率的比大于0.25时,就被称作超带宽,带宽越大,雷达对目标的分辨能力越高。超带宽雷达具有高分辩能力,如果将其使用在采摘机器人定位导航系统中,可以有效地提高采摘机器人的定位导航精度和效率。为此,提出了一种基于无线传感网络和超带宽调频技术的采摘机器人位置校正方法,并以实际采摘环境作为研究对象,对采摘机器人的位置校正过程进行了测试。测试结果表明:采用超带宽调频无线传感网络方法,定位校正精度要高于传统的定位算法,且定位效率高,对于新型自动化采摘作业机器人的研究具有重要的指导意义。     

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。