无线传感器网络在农业中的应用（大学本科优秀毕业论文答辩PPT模板）

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。,无线传感器在农业中的应用,4、建立监测CO2浓度监测报警系统。如图4，该系统主要由单片机、二氧化碳气敏传感器信号节点，气体状态判断电路、报警电路等组成。利用无线传感器网络基础节点自组织建立好无线传感器网络，数据传输使用ZigBee无线射频技术对农业信息进行实时采集。通过传感器节点采集的二氧化碳浓度值，让其在二氧化碳浓度过低或过高的情况下能够发出报警信号，以便于管理人员及时的通风换气。,无线传感器在农业中的应用,无线传感器网络的自动灌溉装置用传感器检测土地的水分，一定条件下，通过接收机通信，控制阀的开闭，从而使灌溉系统实现自动节水灌溉的目标。在温室中，绿色的庭院花园，灌溉区高速公路中央分隔带威尔士和其他地区，农业和生态节水技术量化，标准化，建模，集成，促进节水农业的快速、健康发展,无线传感器网络在农业中的应用,在西藏的一些农作物种植的温室大棚中我们既可以设计成一个无线传感器网络的监测控制区域。通常为农作物生长获得最佳的生长条件，即土壤的温湿度、PH值和空气的温湿度以及紫外线强度、二氧化碳浓度等条件，就需要选用不同的传感器节点和拥有单一执行功能的节点来完成测量。,无线传感器网络在农业中的应用,我们可以把农业种植面积比较大的区域分割成若干个子区域进行分割管理，则每个子区域可以形成一个簇，每个簇都有一个簇首控制，每个簇首类似于一个汇聚节点，它具有较强的处理、存储能力。簇首把收集过来的数据转发给网关，由网关路由给汇聚节点，最后通过相关的执行机构发出指令，驱动一系列设备的工作。,传感器节点大多都是利用锂电池进行供能的，但是锂电池的能量是有限的，对于一些安置在原始森林以及无人能及的地方，锂电池一旦没有能量供应，节点将会停止工作，时间一长那么整个区域的传感器节点都会因没有能量供应而停止监测的功能。针对这一问题，本人提出的方案就是利用太阳能电池板进行供能，只要在白天，太阳能电池板就会自动发电，以满足节点的电量供应，从而不会因为能量受限而限制了节点的工作。,无线传感器网络在农业中的应用,总结与展望,国内农田信息采集系统正飞速发展中,但现在的很多产品还是以有线为主,很多是将支持多接口的传感器和数据采集器连接起来, 人工测量，在数据记录器实时显示的土壤信息中，知道作物的增长趋势。无线传感器网络结合了许多先进的技术可为人们获取信息，提供了很大的便捷，同时也给人们提出了诸多新的挑战。在无线传感器网络节点的基础上，建筑、军事、环境、医疗等领域都会取得很大的进步。开展对传感器网络的研究，对国家具有巨大的经济和社会的意义，我希望这将引起国内各个领域的的关注，无线传感器网络会迅速被用于社会中的方方面面。,致谢,短暂的大学学习一晃而过，回首走过的岁月，心中倍感充实，当我写完这篇毕业论文的时候，感慨良多。 首先诚挚的感谢我的论文指导老师李勇峰老师。李老师在忙碌的教学工作中挤出时间来审查、修改