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实时监测植物动态无线传感器巧解精准灌溉难题
2021-09-16 00:09
本文摘要:图中电脑后即为WSN-CPI系统的WSN节点,配备有温度传感器、湿度传感器、光照度传感器、CO2传感器和LVDT传感器,可动态检测温室内温度、湿度、光照度、CO2浓度和植株茎直径变化信息,所检测的信息经GPRS或CDMA网关传输至远程服务器。具备掌控功能的WSN节点,则可以通过驱动继电器来驱动灌溉设备的直流电磁阀装置,构建自动灌溉。

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图中电脑后即为WSN-CPI系统的WSN节点,配备有温度传感器、湿度传感器、光照度传感器、CO2传感器和LVDT传感器,可动态检测温室内温度、湿度、光照度、CO2浓度和植株茎直径变化信息,所检测的信息经GPRS或CDMA网关传输至远程服务器。具备掌控功能的WSN节点,则可以通过驱动继电器来驱动灌溉设备的直流电磁阀装置,构建自动灌溉。电脑屏幕显示的为WSN-CPI系统的系统及数据管理软件  WSN节点  通过观测植物杆茎的笔画,我国科学家设计出有无线传感器网络作物精量灌溉系统,可以根据作物需水信息主动、适度地展开科学灌溉,超过节水跃进的目的。该系统具备能耗较少、成本便宜、可靠性好、加装与确保便利等优点,并能构建对监测区域的全覆盖面积监测。

  实行精量灌溉必需不具备三个条件,即:掌控详尽的作物需水资料;运用先进设备的信息化技术;获取两者相衔接的大量技术指标,并将这些指标转化成为遥测标识和模型。专家指出,作物水分状况监测是实行精量灌溉的基础与确保。

  无线传感器网络(wirelesssensornetworks,WSN)具备需要布线、自的组织、功耗较低、成本便宜、即插即用、加装与确保便利等优点,可以有效地解决问题有数各种精量灌溉自动控制系统的固有缺失。  我国科学家据此原理设计研发了可观测作物茎直径微变化的WSN,并设计了基于WSN的作物精量灌溉系统(WSN-basedcropprecisionirrigationsystem,WSN-CPI系统)。  由浙江林学院高峰副教授、浙江工业大学俞立教授领衔的研究团队,使用WSN技术,所设计的WSN-CPI系统具备如下基本功能:  1)感官、取样和副本数据。收集到的数据必须存储及有效地的管理以便及时传输到研究人员手中展开在线或离线的数据挖掘和分析。

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  2)数据的采访与掌控。对监控区域的数据采访可分成现场和远程两种方式。

在继续执行初始化配备和现场确保任务时,必须对系统展开现场调试,研究人员可以在现场通过PDA必要查找WSN-CPI系统中的一个传感器、调整运营参数以及其他调试工作。在系统运营期间,除了加装和移动节点外不必须到现场展开确保和管理,因此远程控制站点必需需要通过Internet/Intranet对传感器展开采访和掌控。  3)节约能源操作者。

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根据作物的生长周期,WSN-CPI系统必须倒数运营最少一个月以上。在此期间,监测系统要在无人介入的条件下,依赖自身的电池工作,因此系统需要在已完成上面功能的基础上,必需尽可能确保每个操作者的低能耗,以缩短系统的存活时间。  4)掌控操作者。

具备非常简单掌控功能的无线传感器网络节点,使用电池供电,通过涉及的电源处置可以掌控有所不同中小功率的直流电磁阀(电动水动电磁阀、减压阀、调压阀、安全阀及流量控制阀等)。  经过研究人员可行性试验指出,所设计的WSN-CPI系统构建了预期目标,即:  1)可实现信息采集节点的自动部署、自的组织、多跳跃传输。

  2)可以使人们在任何时间、地点,通过Internet/Intranet,提供作物茎直径变化信息,进而临床作物水分状况,并构建自动灌溉。  国内权威农业专家指出,WSN-CPI系统具备需要布线(仅有在掌控传感器节点与直流电磁阀之间必须电缆相连)、能耗较低、成本便宜、可靠性好、加装与确保便利等优点,并能构建对监测区域的全覆盖面积监测。

同时能很好地解决传统灌溉自动控制系统的缺失。WSN-CPI系统经更进一步完备后可以应用于温室、农田、苗圃等区域。


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