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农田信息采集无线传感器网络节点设计

农业工程学报 2009年第11期25卷 213-218页

作者：张瑞瑞赵春江陈立平徐刚国家农业信息化工程技术研究中心北京100097 国家农业部农业信息技术重点开放实验室北京100097

农田信息的及时准确获取是精准农业实施的基础。该文分析了几种典型无线传感器网络技术应用实例,基于当前无线传感器网络在农田信息采集中的应用现状,提出了设计体积小、工作持续时间长的农田信息采集无线传感器网络节点的必要性。基于A... 详细信息

农田信息的及时准确获取是精准农业实施的基础。该文分析了几种典型无线传感器网络技术应用实例,基于当前无线传感器网络在农田信息采集中的应用现状,提出了设计体积小、工作持续时间长的农田信息采集无线传感器网络节点的必要性。基于ATmega128L单片机和CC1000射频芯片设计了无线传感器网络节点通信电路,并给出了土壤温湿度、电导率传感器、空气温湿度传感器及光照度传感器的选型和指标参数。设计了节点软件系统,描述了一种基于优先级的静态任务调度机制的实现方法,将S-MAC中的SYNC帧和RTS/CTS帧融合并加入了睡眠周期动态调度机制,并实现了全网的长周期睡眠。最后对节点进行了验证试验,给出了节点吞吐能力曲线和系统电压变化曲线,并进行了分析。试验表明,在论文给出的低功耗机制控制下,节点每秒具有6个数据包处理能力;在20个节点容量的全覆盖网络中,10min采样周期下,节点可有效持续工作150d以上,可以满足精准农业信息采集需求。

关键词：无线传感网络通信农田信息采集节能策略

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农田信息采集单多跳共存LEACH算法

农业机械学报 2010年第3期41卷 163-168页

作者：沈明霞马奉先孙玉文周良林相泽熊迎军南京农业大学工学院南京210031 南京理工大学自动化学院南京210094

针对农田环境信息量丰富的特点,提出一种基于LEACH算法的改进型无线传感器网络路由算法——LEACH-SMC。在LEACH-SMC算法的稳态阶段,簇头节点到基站间通信采用临界距离来判断和选择多跳或单跳方式,在多跳方式中采用基于最小能量消耗的路... 详细信息

针对农田环境信息量丰富的特点,提出一种基于LEACH算法的改进型无线传感器网络路由算法——LEACH-SMC。在LEACH-SMC算法的稳态阶段,簇头节点到基站间通信采用临界距离来判断和选择多跳或单跳方式,在多跳方式中采用基于最小能量消耗的路由方式。应用M atlab对LEACH-SMC算法和LEACH算法进行仿真对比分析,结果表明,LEACH-SMC算法能提高网络有效覆盖面积并延长整个网络的寿命。

关键词：农田信息采集无线传感器网络 LEACH算法

基于无线传感器网络的农田信息采集节点设计与试验

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农业工程学报 2009年第4期25卷 176-178页

作者：蔡义华刘刚李莉刘卉 "现代精细农业系统集成研究"教育部重点实验室中国农业大学北京100083

研究基于ZigBee协议的无线传感器网络技术,结合嵌入式处理器开发了无线传感器网络节点和汇聚节点。网络节点规则分布在被监测区域,负责采集土壤水分信息,并自组成网,将信息发送给汇聚节点,实现对信息的动态显示和大容量存储;节点天线分... 详细信息

研究基于ZigBee协议的无线传感器网络技术,结合嵌入式处理器开发了无线传感器网络节点和汇聚节点。网络节点规则分布在被监测区域,负责采集土壤水分信息,并自组成网,将信息发送给汇聚节点,实现对信息的动态显示和大容量存储;节点天线分别在0.5、1.0、1.5和2.0m4个高度下,对小麦苗期、拔节期和抽穗期3个典型的生长时期进行试验,得出无线电信号在小麦不同生长时期,最佳天线高度下的有效传输距离,为无线传感器网络在农业中的应用提供技术支持。

关键词：无线传感器网络设计农业农田信息采集嵌入式节点高度有效传输距离

面向农田信息采集的数字照片空间标识索引方法

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农业工程学报 2011年第4期27卷 196-200页

作者：孟志军赵春江刘卉陈竞平付卫强国家农业信息化工程技术研究中心北京100097 首都师范大学信息工程学院北京100048

针对精准农业多源信息采集管理应用的实际需求,提出一种基于时间阈值的数字照片自动空间位置标识方法和基于空间位置的数字照片索引及热链接方法。利用该方法开发了面向精准农业的农田空间多媒体信息采集管理软件,软件将数字照片采集、... 详细信息

针对精准农业多源信息采集管理应用的实际需求,提出一种基于时间阈值的数字照片自动空间位置标识方法和基于空间位置的数字照片索引及热链接方法。利用该方法开发了面向精准农业的农田空间多媒体信息采集管理软件,软件将数字照片采集、空间标识、快速索引、热链接表达和数据转换等环节作为一个完整的流程处理,支持普通数码照相机配合手持GPS设备、GPS数码相机和具有定位拍照功能手持设备等多种数据采集方式下的空间多媒体数据采集、空间位置标识索引和数据交换,实现了地理信息系统环境下的数字照片动态索引和关联,并给出了匹配照片时间阈值ε的取值范围。通过精准农业农田基础设施空间多媒体数据采集融合实际应用,验证了该方法的有效性和实用性。

关键词：农田信息采集数字照片空间标识索引 GPS GIS

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农田信息采集机器人控制系统研究

农田信息采集机器人控制系统研究

作者：王红星南京林业大学

学位级别：硕士

随着精确农业技术的不断发展,农业机器人的研究和应用越来越受到世界各国的重视,并取得了丰硕的成果。相继出现了多种农业机器人,如农产品收摘机器人、农产品分级机器人、除草机器人、施肥施药机器人等。本文研制的农田信息采集机器人... 详细信息

随着精确农业技术的不断发展,农业机器人的研究和应用越来越受到世界各国的重视,并取得了丰硕的成果。相继出现了多种农业机器人,如农产品收摘机器人、农产品分级机器人、除草机器人、施肥施药机器人等。本文研制的农田信息采集机器人工作于遥控操作模式下,操作人员通过高端控制台导航软件远程控制机器人的动作,实现对机器人的遥控导航和信息采集。并通过农田信息管理分析软件对采集的信息进行有效的管理和利用,从而实现对农业生产过程的指导。本文在结合农田环境的特殊性的基础上,简单描述了机器人车体机械部分的运动过程。详细阐述了机器人的控制系统的设计。控制系统硬件由机器人控制电路板、射频收发装置电路板以及基于无线局域网的视觉系统构成。控制系统软件部分包括高端控制台导航软件和农田信息管理分析软件。采用高速的在片系统型微控制器C8051F340作为机器人的大脑,控制机器人各部件协同工作;设计了光电转速检测与控制电路,实现对机器人直流行走电机的闭环控制;设计了车体平衡检测与调节电路以实现对机器人车体平衡调节步进电机的闭环控制;设计了功率驱动电路对直流行走电机进行PWM调压调速,并辅以PID算法程序实现对机器人车体的运动控制。射频收发装置采用MCS-51单片机作为主控制器,并设计了基于芯片FT245的USB接口电路实现与高端控制台的数据通讯。农田信息管理分析软件嵌入了Surfer等值线绘图软件的相关技术,完成了农田信息图层的绘制。制作了农田信息采集机器人车体的室内机械模型,并建立了试验系统,通过高端控制台导航软件、射频收发装置、机器人车体控制电路,远程实现对机器人车体运动的精确控制。试验表明,农田信息采集机器人运行平稳、控制精确、实时性好。该移动平台具有很强的扩展性,可根据不同应用配备不同装备,以实现不同目的。

关键词：农田信息采集射频通信遥操作机器人无线网络信息图层

基于780 MHz频段的农田信息采集无线传感器网络设计

同方学位论文库评论

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河南农业大学学报 2017年第1期51卷 60-65页

作者：郑宝周李富强吴莉莉袁帅林爱英滕红丽豆根生袁超河南农业大学理学院河南郑州450002 四川农业大学机电学院四川雅安625014

基于MSP430F5438A单片机和AT86RF212射频芯片设计了一种工作在780 MHz中国专用频段且符合IEEE802.15.4c标准的无线传感器网络。介绍了无线传感器节点结构及传感器节点无线通信电路的设计,并给出了空气温湿度、土壤温湿度及光照度传感器... 详细信息

基于MSP430F5438A单片机和AT86RF212射频芯片设计了一种工作在780 MHz中国专用频段且符合IEEE802.15.4c标准的无线传感器网络。介绍了无线传感器节点结构及传感器节点无线通信电路的设计,并给出了空气温湿度、土壤温湿度及光照度传感器的选型和指标参数。选取豫东平原一块麦田作为试验环境,在小麦的拔节期和抽穗期,对工作于780 MHz、433 MHz和2.4 GHz频段的3种无线传感器网络节点进行试验,给出了3种节点的平均丢包率曲线和接收信号强度值随通信距离变化曲线。试验结果表明,在小麦不同生长期,780MHz和433 MHz频段的无线传感器网络的通信质量和传输性能明显优于2.4 GHz的无线网络,而且780 MHz网络的通信质量表现更佳,完全能够满足农田间数据的可靠传输。

关键词：农田信息采集无线传感器网络 780 MHz频段接收信号强度

基于GPS和PDA的移动智能农田信息采集系统开发

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农业工程学报 2010年第S2期26卷 109-114页

作者：车艳双李民赞郑立华邓小蕾中国农业大学现代精细农业系统集成研究教育部重点试验室北京100083

根据精细农业发展的需要,开发了移动智能农田信息采集系统。系统以掌上电脑(PDA)为平台,集成了ZigBee协调器模块、GPSOEM模块和GPRS模块。ZigBee协调器模块用于管理农田无线传感器网络,通过农田无线传感器网络采集农田信息,应用无线节... 详细信息

根据精细农业发展的需要,开发了移动智能农田信息采集系统。系统以掌上电脑(PDA)为平台,集成了ZigBee协调器模块、GPSOEM模块和GPRS模块。ZigBee协调器模块用于管理农田无线传感器网络,通过农田无线传感器网络采集农田信息,应用无线节点进行数据的采集;GPS模块用于采集并管理各采样点的位置信息,并通过虚拟差分站VRS接收GPS位置的差分信息以提高定位精度;GPRS模块用于在申请差分信息和与上位机通讯时建立远程无限网络连接。使用VC语言开发了嵌入式应用模块,实现了无线传感器的农田信息、GPS的原定位信息与差分信息的移动接收以及GPRS模块的控制管理。试验表明,系统各部分工作良好,达到了设计要求。

关键词： GPS PDA 农业精细农业农田信息采集 ZigBee无线网络

基于农田信息采集的传感器网络网关的设计与实现

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中国农机化学报 2014年第6期35卷 254-258页

作者：冯立波潘丽静左国超杨润标罗桂兰张梅大理学院数学与计算机学院云南大理671003

农业信息化发展水平已经成为衡量一个国家和地区现代化水平和综合国力的重要标志。物联网技术的出现为农业信息化的发展提供了重要支撑。无线传感器网络是物联网的核心技术,而传感器网络和TD-SCDMA网络属于异构网络,两者的通信协议、数... 详细信息

农业信息化发展水平已经成为衡量一个国家和地区现代化水平和综合国力的重要标志。物联网技术的出现为农业信息化的发展提供了重要支撑。无线传感器网络是物联网的核心技术,而传感器网络和TD-SCDMA网络属于异构网络,两者的通信协议、数据格式和网络结构存在较大差异。网关处于无线传感器网络和TD-SCDMA网络中间,文章从硬件和软件两个方面对网关进行需求分析,设计了网关的模块结构,并在测试系统中对时延和丢包率两个参量进行了性能测试。仿真结果表明,网关的时延和丢包率能够较好的满足异构网络之间的传输要求,其传输性能比较稳定。

关键词：农业信息化农田信息采集传感器网络 TD-SCDMA 网关

基于ArcPad的精细农田信息采集系统设计

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安徽农业科学 2009年第30期37卷 15035-15037页

作者：陈伟佳李明峰王永明陈春晖南京工业大学地理信息与测绘工程系江苏南京210009 南京工业大学测绘工程与国土规划研究所江苏南京210009

GPS、GIS和RS技术在精细农业方面的应用变得越来越广泛,已成为农田信息采集的核心技术。在分析农田信息分类的基础上,借助ArcPad软件,采用VBScript编程技术,开发了基于PDA平台的农田信息采集系统,实现了农田信息空间数据和属性数据的采... 详细信息

GPS、GIS和RS技术在精细农业方面的应用变得越来越广泛,已成为农田信息采集的核心技术。在分析农田信息分类的基础上,借助ArcPad软件,采用VBScript编程技术,开发了基于PDA平台的农田信息采集系统,实现了农田信息空间数据和属性数据的采集、查询和更新等主要功能,使农业技术人员能方便和快速地采集所需信息,为精细农业数据分析和制定耕作计划奠定坚实的基础。

关键词：精细农业 ArcPad 农田信息采集空间数据属性数据