数字热本与变用
应用研究
无线传感器网络在农业信息化中的应用研究
郑少雄
(华南农业大学广东广州510642)
摘要：无线传感器网络是计算机科学与自动化技术研究的一个热点同题，它综合了传感器技术、通信技术与微处理器技术，在当前农业信息化的发展中具有良好的应用前景。无线传感器网络造合温、田间、动植物生长环境中信息的监测与采集。为农业信息化的有效应用提供信息采集、处理与决策的方案。本文介绍了无线传感器网络技术的网络结构、传感器节点构成与通信协议，分析了无线传感器网络在温室种植、农作物生长环境监测、节水滴灌技术、生物习性监测等方面的应用，探计了无线传感器网络在农业信息化中的应用特点和研究进展。
关键词：农业信息化无线传感器网络传感器节点监测传送
文章编号：1007-9416(2012)11-0085-02
中图分类号：TN915 1、引言
文献标识码：A
传感器节点作为无线传感器网络的基本构成单元，其典型结构
农业信息化是指通过采用通讯技术，网络技术和信息技术等为主要手段的高新技术，能够更加充分有效的开发和利用农业信息资源，对田间管理采取变异的手段。而传统的农业作业模式下，都是采用人工均一的施肥时间与施肥量。李民费提出了按照传统均一的田闻作业方式存在几种弊害：第一，浪费资源，第二，这些过量施用的农药、肥料会流人地表水和地下水，引起环境污染。第三，所有操作均需要机器来完成。将无线传感器网络引人到精细农业的生产管理中，有效地利用了无线传感器网络的大范围、实时、连续性强的特
点，高效获取农田信息，及时解决农业发展中存在的重大问题。 2、无线传感器网络技术
2.1网络结构
无线传感器网络系统由传感器节点、汇聚节点、传插介质及用户接收装置所组成。传感器节点通过人工部署或者飞行器撤播等方式撤落在监测区域内，节点具有独立路由的功能，将传感器采集到的数据通过自组多跳路由无线方式将数据传送到汇聚节点，汇聚节点通过数据处理后将探测到的有用数据传送给用户，数据传送过程为汇聚节点通过无线方式与基站或互联网PC相相连，实现任务管理节点与传感器之间的通信。
2.2传感器节点构成
数据收集、处理、决策
汇聚节点
通信方式
Wi-Fi, BlueTooth
无线传感器节点
用户投受装置
图1无线传感器网络结构
采集单元
传感器
Ao转换路
处理单元微处理器存储器
中源供中然置
Zighre
.GM.CHHA等
适信单元无线收发横类
图2无线传感器网络节点构成
如图2所示，主要包含数据采集单元（传感器及数模转换器）、数据处理单元（微处理器及存储器）、通信单元（无线发送模块、无线接收模块）、供电单元(电源，转换器)4部分。
数据采集单元中的传感器具有感知、获取外界信息的功能，将外界的物理量通过A/D转换器转换成数字信号，数据采集单元具有采集和转换监测区域内信息的功能。数据处理单元控制着整个传感器节点的运行，微处理器负责各个节点的协同工作，负责数据的存储与处理，一般选用嵌入式操作系统。通信模块负责传感器网络的通信，具有无线收发模块，具备自组多跳路由的功能。电源模块负责整个节点的供电，在实际应用中一般要求低功耗、生命周期长。
2.3通信协议
无线传感器网络通信协议模块主要有ZigBee协议、Wi-Fi协议、蓝牙标准协议、射频识别协议以及红外协议、声波协议等其中 ZigBe协议的最大通信距离达到70m，具有低成本，可靠，高效的优点，主要应用于小规模的控制网络中，成为零星节点短距离无线通信时应用最广泛的通信协议。
3、无线传感器网络在农业信息化中的应用
3.1在温实种植管理中的应用
利用无线传感器网络组成温室测量控制区，用以测量土壤的光照强度、PH值、温度、湿度等物理量来获得作物生长的信息，使温室中传感器、执行机构标准化、数据化，利用网关实现控制装置的网络化。孙超等提出了在温室环境监测中采用小规模网络的分簇自适应路由协议LEACH，将接收到的数据进行融合后再发送，减少数据通信量。任丰原等4提出了在温室监测中基于CSMA的随机访间比较适合传感器网络，节点采用侦听与睡眠相互交替的无线信道侦听机制，在传感器节点没有任务时，节点能够自动关闭无线通信模块，大大减少能量的消耗。SourabiK提出了MAC层用于建立可靠的点对点或点到多点通信链路，能量消耗主要表现在空闲侦听，接收不必要数据和础撞重传等。郭文川等在西北农林科技大学甜瓜示范基地采用ZigBee通信技术，ARM9微处理器，WinCE5.0嵌人式系统对基于无线传感器网络的温室环境信息的最人式监测系统进行了测试，传感器节点每隔10min进行一次采样，能够对温室环境因子进行实时采集、传输、监测，完成数据采集、发送之后，自动进人休眠状态，直至下一个采样周期唤醒。
3.2在农作物生长环境监测中的应用
通过在农作物生长环境中投放大量的微型传感器节点，由传感器节点将接收到的农田环境因子通过"多跳"路由方式将融合后得
作者简介：郑少雄(1990一)，男汉族)，广东谢州人，华南农业大学工程学院在读硕士研究生，主要研究无线传感器网络在农业中的应用，
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