基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)畢業(yè)論文-在線瀏覽
2024-08-07 20:20本頁面
【正文】 ，提高水對農(nóng)業(yè)的增產(chǎn)率 20%～40%，而且還可以提高水分的生產(chǎn)率。精準(zhǔn)灌溉最大的目的和特征就是，以最精省的水資源投入去換取農(nóng)作物的最優(yōu)最高產(chǎn)出。由于在傳感器、計算和通信技術(shù)領(lǐng)域取得的快速進(jìn)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(qiáng)大的計算能力和無線通信能力帶入我們的日常生活。隨著相關(guān)學(xué)科的不斷發(fā)展和進(jìn)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)。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。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。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。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(dú)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(diǎn)，用于全天候、24 小時實(shí)時監(jiān)控唐家山堰塞湖水文資料和壩體變化等情況。目前，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)處于研究階段，正朝著實(shí)際應(yīng)用的方向發(fā)展，因此，抓住這個時機(jī)，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。主要是通過人工測量，獲取過程需要消耗大量的人力。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。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(yuǎn),已經(jīng)在很多領(lǐng)域得到了應(yīng)用。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。澳大利亞的 CSRIO ICT Center 將無線傳感器節(jié)點(diǎn)安置在動物身體上對動物的生理狀況(脈搏、血壓等)和外界環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測，避免了有線線路對動物生活的干擾，研制成完善的草地放牧與動物模型。馮友兵、張榮標(biāo)、谷國棟(2005)針對農(nóng)田灌區(qū)范圍廣、數(shù)據(jù)量大、實(shí)時傳輸難的特點(diǎn)，提出在節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)中利用無線傳感網(wǎng)絡(luò)傳送農(nóng)作物需水信息的方案，該方案解決了灌區(qū)信息實(shí)時傳輸?shù)膯栴}，根據(jù)農(nóng)田灌區(qū)的具體情況，結(jié)合無線傳感網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，設(shè)計了一個切實(shí)可行的灌區(qū)無線傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，系統(tǒng)中解決了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、節(jié)點(diǎn)定位、路由和能量監(jiān)控等問題。同時能夠組成簡單網(wǎng)絡(luò)，迎合了傳感器的無線化、網(wǎng)絡(luò)化的趨勢，并建立了具有高度智能化、人性化操作平臺的智能溫室環(huán)境監(jiān)視和控制系統(tǒng)。近幾年來，隨著無線傳感網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)深入研究，利用無線傳感網(wǎng)實(shí)施農(nóng)田精準(zhǔn)灌溉已被證明是可行的且擁有廣闊前景。精準(zhǔn)灌溉系統(tǒng)在國外發(fā)達(dá)國家起步比較早，推廣比較快，技術(shù)發(fā)展較為成熟，特別是美國、以色列和加拿大等國，先進(jìn)的電子技術(shù)、計算機(jī)和控制技術(shù)運(yùn)用到了農(nóng)業(yè)供水中，大大提高了用水效率和生產(chǎn)力。美國的用水管理水平也很高, 一些灌區(qū)做到了土壤墑情監(jiān)測和灌水預(yù)報相結(jié)合, 從渠道取水、渠道(或管道) 輸水、田間灌水全部實(shí)行自動化管理, 統(tǒng)一調(diào)度、優(yōu)化配水, 減少了輸配水損失和渠道棄水, 大大提高了水的利用率。境內(nèi)所有的水源均聯(lián)合在一整體管網(wǎng)內(nèi)，利用各種輸水管網(wǎng)經(jīng)由主管道將水自北部運(yùn)送到中部和南部干燥地帶。無論灌溉區(qū)域大小，完全由計算機(jī)控制，根據(jù)土壤的吸水能力，作物種類，作物生長階段和氣候條件等定時、定量、定位為農(nóng)作物供水。世界其他國家如意大利、德國、法國、日本、俄羅斯、加拿大、澳大利亞和韓國等也都積極發(fā)展精準(zhǔn)灌溉技術(shù)，有些國家已經(jīng)開發(fā)成功并
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