基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的精準農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)畢業(yè)論文-文庫吧
2025-06-12 20:20 本頁面
【正文】 現(xiàn)無縫連接一直是計算機業(yè)界發(fā)展的目標，這個目標看起來似乎遙不可及，但現(xiàn)在這種局面已經(jīng)有所改變。由于在傳感器、計算和通信技術(shù)領(lǐng)域取得的快速進步，互連世界已不再僅限于互聯(lián)網(wǎng)的廣泛使用，一些全新的應(yīng)用將把強大的計算能力和無線通信能力帶入我們的日常生活。早在上世紀 70 年代，就出現(xiàn)了將傳統(tǒng)傳感器采用點對點傳輸、連接傳感控制器而構(gòu)成傳感器網(wǎng)絡(luò)雛形，我們把它歸之為第一代傳感器網(wǎng)絡(luò)。隨著相關(guān)學(xué)科的不斷發(fā)展和進步，傳感器網(wǎng)絡(luò)同時還具有了獲取多種信息信號的綜合處理能力，并通過與傳感控制器的相聯(lián)，組成了有信息綜合處理能力的傳感器網(wǎng)絡(luò)，這是第二代傳感器網(wǎng)絡(luò)。而從上世紀末開始，現(xiàn)場總線技術(shù)開始應(yīng)用于傳感器網(wǎng)絡(luò)，人們用其組建智能化傳感器網(wǎng)絡(luò)，大量多功能傳感器被運用，并使用無線技術(shù)連接，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)逐漸形成。2003 年，美國《技術(shù)評論》提出無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將是未來改變?nèi)藗兩畹氖蠹夹g(shù)之首。同年，美國《商業(yè)周刊》評價無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是人類未來四大高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一。著名的《福布斯》雜志評論說：“未來的傳感器網(wǎng)絡(luò)將比現(xiàn)有的 Internet 大得多?！蔽覈鵁o線傳感網(wǎng)在研究、應(yīng)用及標準化等方面與國際先進水平基本同步。傳感器網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為我國信息領(lǐng)域少數(shù)位于世界前列的方向之一。我國傳感器網(wǎng)絡(luò)研究沒有盲目地跟從國外發(fā)展路線，而是形成了以應(yīng)用為牽引的研究特色。以中科院為代表的我國傳感網(wǎng)的研究，面向國家重大戰(zhàn)略和應(yīng)用需求，開展了無線傳感網(wǎng)基礎(chǔ)前沿、關(guān)鍵技術(shù)、應(yīng)用開發(fā)、系統(tǒng)集成和測試評估技術(shù)等方面的研究。中科院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所經(jīng)過近十年的努力，在無線智能傳感器網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、微型傳感器、傳感器端機、移動基站和應(yīng)用系統(tǒng)等方面均取得了重大進展?！?12”汶川地震災(zāi)害發(fā)生后，當(dāng)?shù)赝ㄓ嵪到y(tǒng)幾乎完全癱瘓。中科院微系統(tǒng)所使用部分無線傳感網(wǎng)技術(shù)，在沒有固網(wǎng)和移動網(wǎng)的情況下獨立工作，使指揮所能夠?qū)崟r了解災(zāi)情和救災(zāi)現(xiàn)場的狀況，極大地提高了一線救災(zāi)單位的統(tǒng)籌溝通效率、信息獲取速度和對外聯(lián)絡(luò)宣傳的效果；之后又在唐家山大壩及堰塞湖沿線布設(shè)了 14 個視頻監(jiān)測點，用于全天候、24 小時實時監(jiān)控唐家山堰塞湖水文資料和壩體變化等情況。所提供的視頻監(jiān)控畫面不但實時傳輸給位于綿陽的指揮中心，還為國家及相關(guān)部省領(lǐng)導(dǎo)提供了 50 多路遠程監(jiān)測視頻信息，為相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)關(guān)心和了解現(xiàn)場情況、科學(xué)指導(dǎo)救災(zāi)提供了第一手的實時資料。目前，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)處于研究階段，正朝著實際應(yīng)用的方向發(fā)展，因此，抓住這個時機，積極地研究無線傳感器網(wǎng)絡(luò)及其相關(guān)技術(shù)和應(yīng)用模式是十分必要和迫切的。無線傳感網(wǎng)絡(luò)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中，人們獲取農(nóng)田信息的方式很有限。主要是通過人工測量，獲取過程需要消耗大量的人力。農(nóng)田灌區(qū)中數(shù)據(jù)采集量很大,利用網(wǎng)絡(luò)可以比較方便地實現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的遠距離傳輸,但如果在農(nóng)田灌區(qū)中鋪設(shè)有線網(wǎng)絡(luò),一方面不便于農(nóng)田的耕作,另一方面成本也較高。而使用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以有效降低人力消耗和對農(nóng)田環(huán)境的影響，獲取精確的作物環(huán)境和作物信息。通過離子、生物傳感器可以獲知農(nóng)田中的土壤養(yǎng)分，包括土壤有機質(zhì)、PH 值、氮、磷、鉀以及交換性鈣和鎂的監(jiān)測，然后通過節(jié)點定位技術(shù)或在中心節(jié)點安裝 GPS 芯片可以確定缺少養(yǎng)分的區(qū)域，從而實現(xiàn)精確的施肥灌溉。近幾年發(fā)展起來的無線傳感網(wǎng)絡(luò)由于應(yīng)用成本低、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)靈活、數(shù)據(jù)傳輸距離遠,已經(jīng)在很多領(lǐng)域得到了應(yīng)用。通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可輕易采集氣溫、濕度、光強等農(nóng)田作物環(huán)境信息，而且隨著壓縮算法的改進，還可以通過圖像傳感器實時傳輸相關(guān)圖像，結(jié)合機器視覺技術(shù),再由專家系統(tǒng)對作物和作物環(huán)境進行診斷，并反饋給農(nóng)民適當(dāng)?shù)男畔?。此外，通過對作物信息和作物環(huán)境信息建立數(shù)據(jù)倉庫，建立產(chǎn)量與周圍環(huán)境變量的模型，可以預(yù)測以后的作物收成。Digital Sun
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