指导教师：李勇峰 无线传感器网络在农业中的应用 班级：11电子班 学生：朱春伟 学号：22041140119 论文的结构和主要内容 研究背景 无线传感器网络系统 无线传感器主要技术研究 无线传感器在农业中的应用 总结与展望 致谢 参考文献 背景：我国虽是一个农业大国，但人均耕地占有量少，农业技术方面又不先进，这就需要在农业中应用新兴技术。无线传感器网络在农业中作为一门新兴的科学技术，对我国的农业发展有着至关重要的意义。另外，根据现代农业的需求我国非常有必要在无线传感器网络这一领域得到快速的发展。 意义：无线传感器网络对我国的农业发展起着非常重要的意义，它有助于现代农业生产质量优、产量高的农产品，对保证我国新鲜农产品的供应具有重要的意义。而且无线传感器网络的发展可以节省大量的劳动力 研究背景及意义 无线传感网络系统 无线传感网络系统的工作原理 无线传感网络系统节点的组成 无线传感网络系统的特点 无线传感器网络存在的不足 无线传感网络系统的工作原理 无线传感器网络系统一般由三种类型的节点组成，即任务管理节点、汇聚节点、传感器节点，如图所示。在传感器节点的空白区域部署了大量各式各样的传感器，这些传感器的功能各不相同，但都是对农业控制所需的物理参数进行采集 无线传感网络系统节点的组成 无线传感器网络中的节点通常是由传感、数据处理、通讯和电源四个模块构成，如图所示。通过节点中的微处理器可以对现场采集过来的原始数据给予简单的算法处理；然后再向上转发或向下传递出去。节点就像人类的感触器官一样，对每个触角都有一定的感知能力，但是一个节点的能力是微不足道的，所以对每个一定区域面积的监测，需要大量的节点来完成的，这就需要采取分布式的部署形式来满足其需求 无线传感网络系统的特点 网络的广泛分布：通常在指定的监测区域部署大量的传感器节点来获得精准的现场信息；一方面是把节点分布在面积很大的区域内，另一方面是在一定区域内分布大量的节点。 自组织网络：一般我们会把无线传感器节点安置在没有任何基础设施的区域内，没有任何固定的位置，同时这就需要无线传感器节点能够有着自我处理信息的功能，在没有外界的补助下可以自控处理信息。 多跳路由：网络节点在有限的几十到几百米范围内，只能它的邻居节点相互通信。必须使用多跳路由网络网关和路由器来实现，在一个WSN中，多跳路由只靠普通节点路由来完成即可。 动态性网络：无线传感器网络是一个动态的网络，节点可以随意变动；正如一个节点因为电源能量耗尽或其他方面出现问题时，那么该节点就可以退出在此区域的网络操作。一个节点也可以是因工作需要被添加到网络中。无线传感器网络的拓扑结构可以改变 无线传感器网络存在的不足 能量受限。传感器节点通常由普通的电池和锂电池供电，能量有限。在没有外界干预时，能量受限也是无线传感器网络的一个难题。 节点成本较高。无线传感器节点的价格都比较高，而且每个指定的监测区域都需要部署大量的无线传感器节点，总体来看部署无线传感器节点的经济价值比较高。因而导致无线传感器网络不能大面积的推广使用。 安全性差。由于采用了无线信道、分布式控制等技术，网络很容易受到外界的入侵、盗取信息，从而破坏无线传感器网络的正常运作。 协作能力。通常情况下无线传感器网络是通过多个节点合作来完成的信息交换，单个的节点是不能完成信息的传递对所获得的数据进行加工、汇总和过滤，从而得到最终结果 无线传感网络主要技术研究 节能问题的实现: 路由方式节能、优化路由算法节能、新型节能方式 数据融合技术：网络层的数据融合技术、应用层数据融合技术、 节点部署：移动节点部署算法、静止节点部署算法、异构/混合节点部署算法 无线传感器在农业中的应用 无线传感器网络系统在监控农业生产中提出一些方案 1、精确的获取节点自身位置信息 在无线传感器网络系统的每个节点装配GPS接受器，这样我们实时定位到每个节点的精准位置；但是如果每个节点都装配GPS接收器，那么整个区域的节点数量之多，安装GPS接收器的费用极其的高，那么从经济角度考虑是不实惠的。针对这个问题我可以把整个监控区域分割成若干个子区域，在每个子区域中选择一个代表性节点安置上GPS接收器，通过节点坐标计算方法计算出未知节点的坐标，以确保每个节点的精准位置 无线传感器在农业中的应用 三边测量法。如图，确定三个装有GPS接收器节点的坐标A、B、C，分别估算3个坐标到未知节点D的距离，通过数学计算即可得出未知节点D的坐标 无线传感器在农业中的应用 2、把ZigBee技术与无线传感器结合应用到农业中。ZigBee技术是一个全新无线网络通信技术，它具有耗能低、成本低、容量大、安全等优点，它可以补助无线传感器的相关缺点，非常适合近距离的无线连接，对于传输流量较小的业务来说，它完全可以提供科学有效的依据。ZigBee技术在无线传感器网络系统中实现对网络环境数据、图像、视频的监测，为操作人提供了方便的远程监控和调控依据。 3、建立无线传感器网络数据库。对于面积很大的农业监测区域，所有的节点把采集的现场数据传输给处理中心进行处理，但处理中心的计算处理能力是有限的。无线传感器网络自身存在不稳定性，在环境和能源的限制下，导致无线传感器网络的拓扑结构发生动态变化 。。。以上简介无排版格式，详细内容请下载查看