基于无线传感器网络的粮仓环境监测系统设计

基于无线传感器网络的农业生态环境监测系统设计随着人们对环保意识的不断提高以及农业生产水平的不断提高，对农业生态环境监测也有了更高的要求。

然而，传统的农业环境监测方法无法满足现代化农业的需要。

因此，基于无线传感器网络（WSN）的农业生态环境监测系统应运而生。

该系统通过将传感器节点放置在农业生态环境中，收集环境信息，然后在后台进行数据分析，提供精确的环境参数信息，从而能够有效地监测农业生态环境。

本文将对基于无线传感器网络的农业生态环境监测系统设计进行详细介绍。

一、无线传感器网络的概述无线传感器网络是由许多低功耗节点组成的分布式传感器系统，这些节点能够自主收集环境信息，如温度、湿度、光照等，并能够通过无线网络传输数据。

无线传感器网络具有成本低、易布局、可扩展性强等特点，是农业生态环境监测的理想选择。

二、基于无线传感器网络的农业生态环境监测系统的设计1.传感器的选择选择合适的传感器对于监测系统的功能和准确性有着至关重要的作用。

在选择传感器时需要考虑哪些环境参数需要被监测，这些参数的精确度和范围等。

在农业生态环境监测系统中，我们通常会选择温度、湿度、光照、土壤湿度等参数进行监测。

2.节点的部署在设备的部署时，需要考虑农业生态环境的实际情况。

传感器节点应该被放置在农田、果园和养殖场等位于农业生态环境中心的地方，以确保监测数据的准确性。

在布置节点时还应考虑传感器的覆盖范围，定位传感器节点时应该采用避开遮挡物的方式，避免信号受阻。

3.数据采集与传输当传感器节点收集到环境数据后，需要将数据传输给后台服务器进行处理和分析。

在数据传输的过程中，需要考虑传输的稳定性和安全性。

在数据的传输中应该考虑数据的加密和校验，以保证数据的安全和完整性。

4.后台数据分析后台数据分析是整个监测系统的核心部分。

通过对数据的收集和分析，可以得出合理的结论和预测，提高农业生产的水平。

在后台数据分析时，需要考虑数据的可视化和实时性等问题，以便决策者能够更好地研究和应用数据。

基于无线传感器网络的环境监测系统设计和实现随着现代社会的高速发展和城市化的不断推进，环境污染逐渐成为人们关注的热点问题。

为了有效地预防和治理环境污染，需要对环境进行实时监控和管理。

基于无线传感器网络的环境监测系统应运而生，成为环境监测领域的重要工具。

本文将介绍基于无线传感器网络的环境监测系统的设计和实现。

一、无线传感器网络简介无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）是一种利用无线通信技术构建的分布式、自组织、多传感器节点协作的网络系统。

WSN由大量的传感器节点、数据处理节点和控制节点组成，通过无线通信技术形成一个协同工作的整体。

每个传感器节点都具有一定的自主处理能力和通信能力，并能够自我组织形成网络。

传感器节点通常由微处理器、传感器、存储器和无线模块等构成。

二、环境监测系统的设计原理基于无线传感器网络的环境监测系统通常需要设计以下几个部分：1. 传感器网络部分传感器网络部分是整个系统的核心，主要由传感器节点和基站组成。

传感器节点负责采集环境参数，如温度、湿度、风速、气压等。

基站则负责接收、处理和传输数据。

2. 数据处理部分数据处理部分主要负责对传感器节点采集到的数据进行处理、分析、存储等操作。

这个部分需要使用一些数据处理技术和算法，如数据压缩、数据挖掘和机器学习等。

3. 数据显示部分数据显示部分主要是将处理后的数据以可视化的形式呈现给用户。

这个部分需要使用一些可视化工具和技术，如Web技术、图表控件、地图等。

三、基于无线传感器网络的环境监测系统的实现方法在实现基于无线传感器网络的环境监测系统时，需要考虑以下几个方面：1. 传感器节点的选择和部署选择合适的传感器节点对于提高系统的性能和精度至关重要。

传感器节点的部署也需要经过仔细的规划和布局。

2. 通信协议的选择需要选择合适的通信协议，如ZigBee、WiFi、LoRa等。

通信协议的选择将直接影响到系统的能耗、通信效率和可靠性。

基于ZigBee的小型粮库环境监控系统的设计基于ZigBee的小型粮库环境监控系统的设计摘要：随着农业现代化的推进和粮食储存技术的不断发展，小型粮库的建设日益重要。

为了确保储存粮食的质量和安全，本文设计了一种基于ZigBee的小型粮库环境监控系统。

该系统利用无线传感网络技术，实时监测和控制粮库内的温度、湿度以及氧气浓度等关键环境参数，提高粮食储存的安全性和效率。

关键词：ZigBee；小型粮库；环境监控；无线传感网络一、引言粮食是国家经济和民生的重要组成部分，粮库因其独特的储存环境成为了粮食保管的重要场所。

然而，由于粮食的自然属性以及储存条件的限制，粮食在储存过程中容易受到温度、湿度、氧气浓度等因素的影响，导致粮食质量下降，甚至造成严重的质量损失和粮食腐败。

为了监测粮库内部的环境参数，以便及时采取措施进行调整和控制，本文设计了一种基于ZigBee的小型粮库环境监控系统。

ZigBee是一种低功耗、低数据传输速率的无线通信技术，非常适合于小型粮库的环境监测。

二、系统结构小型粮库环境监控系统主要由传感器节点、网关节点和上位机组成。

传感器节点负责采集粮库内的温度、湿度、氧气浓度等环境参数；网关节点负责接收传感器节点的数据，并通过无线通信方式将数据传输给上位机；上位机负责数据的接收、处理和显示。

传感器节点是系统的核心部分，它通过连接各个传感器实现对环境参数的监测。

传感器节点由微处理器、传感器、ZigBee模块和电源组成。

微处理器用于控制和数据处理，传感器用于采集环境参数，ZigBee模块负责传输数据，电源为传感器节点提供动力。

网关节点负责接收传感器节点采集的数据，并通过无线通信方式将数据传输给上位机。

网关节点由ZigBee模块、无线通信模块和电源组成。

ZigBee模块用于与传感器节点通信，无线通信模块用于与上位机通信，电源为网关节点提供动力。

上位机负责接收、处理和显示传感器节点采集的数据。

上位机使用专门的软件开发，能够实时显示粮库内的温度、湿度、氧气浓度等环境参数，并根据预设阈值进行报警或控制。

基于无线传感器网络的精准农业环境监测系统设计随着科技的发展和农业现代化的推进，精准农业成为了农业领域的重要发展方向。

精准农业环境监测系统是其中的重要组成部分，它能够通过无线传感器网络实时监测农田的环境参数，帮助农民精确判断作物的生长情况，提供精准的农田管理。

这种基于无线传感器网络的精准农业环境监测系统设计，主要包括传感器节点、数据传输和数据处理三个主要模块。

传感器节点是系统的核心部分，它负责实时采集农田的环境参数，如温度、湿度、土壤湿度、光照等。

传感器节点的设计需要考虑到精确性、可靠性和能耗问题。

为了确保监测数据的准确性，可以采用多个传感器进行冗余采样，并通过数据融合技术得到更可靠的结果。

为了延长传感器节点的使用寿命，可以采用低功耗的传感器和节能的工作模式。

数据传输模块负责将传感器节点采集到的环境数据传输到集中管理平台，以供后续的数据处理和分析。

传统的数据传输方式包括有线传输和无线传输。

有线传输的优势在于稳定可靠，但受限于传输距离和成本因素；无线传输的优势在于灵活便捷，但在传输过程中存在信号干扰和传输距离限制。

针对精准农业的需求，可以选择无线传输方式，如Wi-Fi、蓝牙或LoRa等。

数据处理模块是系统设计中的关键部分，它负责对传感器节点采集到的数据进行处理、分析和存储，为农民提供有用的决策依据。

数据处理的主要任务包括数据清洗、数据压缩、数据融合和数据挖掘。

数据清洗是指处理无效数据和异常数据，确保数据的准确性和可靠性；数据压缩是指对数据进行压缩，减少数据传输和存储的开销；数据融合是指将多个传感器采集到的数据进行整合，提高数据准确性和可靠性；数据挖掘是指通过对大量数据的分析和处理，挖掘出潜在的农田管理规律和情报。

综上所述，基于无线传感器网络的精准农业环境监测系统设计，可以通过传感器节点实时采集农田的环境参数，通过无线传输将数据传输到集中管理平台，并对数据进行处理和分析，为农民提供精准的农田管理决策依据。

基于无线传感器网络的智能农业监测与控制系统设计随着科技的发展，智能农业监测与控制系统的设计成为解决现代农业问题的重要手段。

基于无线传感器网络的智能农业监测与控制系统，通过传感器技术、无线通信技术和智能控制技术的结合，实现了对农田环境的实时监测与灵活控制，提高了农业生产的效率和质量。

本文将以基于无线传感器网络的智能农业监测与控制系统的设计为主题，介绍该系统的原理、功能以及优势。

一、系统原理基于无线传感器网络的智能农业监测与控制系统的设计原理如下：首先，在农田内部布置分布着多个传感器节点，这些节点通过采集农田土壤温湿度、光照强度、气候指标等环境信息，并通过无线通信模块将数据传输给中心控制器。

中心控制器利用智能算法对数据进行分析和处理，然后根据农作物需求、农田环境情况以及农民的操作意愿，通过执行器实现对农田环境的控制。

整个系统可以通过云平台或移动端进行远程监控与控制。

二、系统功能基于无线传感器网络的智能农业监测与控制系统具备以下功能：1. 实时监测：系统可以实时监测农田内部的环境信息，包括土壤温湿度、光照强度、气候指标等。

通过传感器节点的布置，可以实现对农田多点位环境的全面监测。

2. 数据分析与预测：中心控制器对传感器节点采集到的数据进行分析和处理，通过智能算法进行数据挖掘与预测。

通过对农田环境的分析，系统可以提供农民决策的参考依据，优化农业生产管理。

3. 自动控制：通过执行器，系统可以自动对农田环境进行控制。

例如，根据农作物的需求，系统可以自动调整灌溉和施肥的量，提供最适宜的生长环境。

同时，系统也可以通过控制温室通风系统、遮阳网等设备，实现对农田环境的精准控制。

4. 报警与提醒：系统可以根据农田环境的变化，及时发出报警和提醒。

例如，当土壤湿度过低或过高时，系统可以通过手机短信或云端推送等方式向农民发送报警信息，提醒其进行相应的调整。

5. 远程监控与控制：该系统可以实现远程监控与控制，农民可以通过云平台或移动端随时了解农田环境的状况，并进行远程控制。

基于无线传感器网络的智慧农业监测与管理系统设计无线传感器网络（Wireless Sensor Networks, WSN）是一种由大量相互通信的无线传感器节点组成的网络系统，这些节点可以实时地感知、收集和传输环境中的数据。

智慧农业监测与管理系统是一种利用WSN技术实现对农田各项数据进行实时监测和管理的系统。

本文将详细介绍基于无线传感器网络的智慧农业监测与管理系统的设计。

一、系统架构设计基于无线传感器网络的智慧农业监测与管理系统主要包括传感器节点、数据传输、数据处理和应用层四个部分。

传感器节点负责感知和采集农田中的各项数据，通过无线方式将数据传输到数据处理节点。

数据处理节点负责对传感器节点收集的数据进行处理、分析和存储，并且通过应用层使用户能够方便地获取和管理这些数据。

在系统架构设计中，需要考虑以下几个关键问题：1. 传感器节点的布局：根据农田的大小和形状来确定传感器节点的布局数量和位置，以保证数据的全面、准确和实时性。

2. 数据传输方式：可以采用无线传感器网络中的多跳传输方式，以保证传感器节点之间的无线传输距离不受限制，并且能够实现数据的稳定传输。

3. 数据处理和分析：对传感器节点收集的数据进行处理和分析，提取出有用的农田信息，并根据数据进行农田管理决策。

4. 应用层接口：通过应用层接口，用户可以方便地查看和管理农田的各项数据，包括农田的温度、湿度、土壤质量等指标，以及农作物的生长情况等。

二、传感器节点设计传感器节点是智慧农业监测与管理系统中的关键组成部分。

一个传感器节点通常包含传感器、微处理器、无线通信模块和电源等几个主要组件。

传感器节点可以感知和采集农田中的各项数据，并通过无线通信模块将数据传输到数据处理节点。

在传感器节点设计中，需要考虑以下几个关键问题：1. 传感器选择：根据农田监测的需求，选择相应的传感器来感知和采集农田的各项数据，包括温度、湿度、光照强度、土壤湿度等。

2. 数据采集和传输：通过微处理器对传感器采集的数据进行采集、处理和封装，通过无线通信模块将数据传输到数据处理节点。

基于无线传感器网络的粮情测控系统设计摘要针对我国粮食存储的实际，将无线传感器网络技术应用在粮食存储领域，探索了物联网技术在粮食仓储领域的应用模式，以无线网络与智能感知技术为核心，在不改变现有粮食存储与管理方式的基础上，争取提供一种完整的适用于粮食存储的粮情测控系统解决方案。

关键词无线传感器网络；粮情测控；温度；湿度；传感器节点作为一个农业大国，粮食生产和储备至关重要[1]。

随着我国经济的快速发展和粮食储备的日益增加，大型粮食储备库的建设对粮情测控技术也提出了越来越高的要求。

粮情监测是储备库中防止粮食霉烂、保质存放的重要环节。

我国粮食生产、需求与储备量都很大，大量粮食在储备的过程中常因粮食湿度过大而升温发热，导致大量粮食腐烂变质，给国家带来巨大损失。

基于无线传感器网络的粮情测控系统，不需要有线网络的支持，仓库安装简单方便，系统稳定可靠，可维护性好，可动态监测仓库粮情变化情况，为粮食的储藏安全提供了重要保障，粮库管理自动化与智能化水平得到提高。

1 粮情测控系统概述利用电子技术和现代计算机技术对粮库粮食的物理储藏状态及其他质量影响因素进行检测、数据储存与分析，并对通风、冷却、熏蒸等储粮技术设施进行适时控制的系统即为粮情测控系统[2]。

其可根据储备库中粮食的温湿度、虫情、入仓时间、品种、仓型、熏蒸记录等进行综合分析，实现仓内情况的动态管理，为科学安全储粮提供技术支持和科学决策。

根据其系统功能，可分为粮情检测、粮情分析与粮情控制3个部分。

1.1 粮情检测适宜的温度、湿度是保证粮食贮藏质量的2个基本条件，也是粮情检测的重要参数[3]。

通过粮情检测，即将粮情传感器上感应到的温湿度变化情况通过分线器、测控分机、测控主机等反映到主控机房的计算机上，可使库房保管人员随时观测粮堆内的粮情变化，采取及时合理的处理措施，确保储粮安全。

1.2 粮情分析根据当前情况及历史检测数据，借助粮情分析数学模型，自动确定粮温的正确走向及报警温度阈限，并提出相应的处理建议，对仓库保管人员预测及处理储藏过程中有可能发生的问题提供借鉴，克服了人为因素对分析结论的影响，对于辅助决策意义重大。

基于无线传感网络的智能农业监测与控制系统设计智能农业监测与控制系统是一种基于无线传感网络的创新技术，旨在提高农业生产的效率和质量，实现农田的高效管理和精确控制。

本文将介绍基于无线传感网络的智能农业监测与控制系统的设计原理、功能和实施方案，并探讨其在现代农业中的应用前景。

一、智能农业监测与控制系统的设计原理智能农业监测与控制系统的设计原理主要基于无线传感网络技术和信息化技术。

无线传感网络由多个传感器节点和一个监测控制中心组成，传感器节点通过无线通信实现数据的采集和传输。

监测控制中心负责数据的接收、处理和控制指令的发送。

通过搭建这样的系统，可以实时监测农田的温度、湿度、光照等环境参数，并根据需求，对作物的生长环境进行精确调节和控制。

二、智能农业监测与控制系统的功能1. 环境监测功能：智能农业监测与控制系统能够实时监测农田的温度、湿度、光照等环境参数，并生成相应的环境数据报告。

通过对环境参数变化的分析，农民可以了解作物的生长状况，及时调整管理措施。

2. 水肥控制功能：系统可以实现对灌溉和施肥的自动控制。

根据作物的需水需肥量以及土壤的湿度、养分含量等指标，系统能够自动调整灌溉和施肥设备的工作状态，实现精确的水肥管理。

3. 病虫害监测功能：系统可以监测作物的病虫害情况，并提供实时报警。

通过及时采取控制措施，可以防止病虫害的蔓延，减少损失。

4. 数据分析和决策支持功能：系统可以对大量的农田环境数据进行分析和挖掘，帮助农民了解作物生长的规律和变化趋势，提供科学决策的依据。

三、智能农业监测与控制系统的实施方案1. 无线传感节点的部署：根据农田的实际情况和需求，合理部署无线传感节点。

选取适用于农业环境的传感器，包括温湿度传感器、光照传感器、土壤湿度传感器等，并将它们安装在合适的位置，实现全面监测。

2. 无线通信网络的搭建：通过搭建无线通信网络，实现传感器节点和监测控制中心的无线数据传输。

选择合适的无线通信技术，如物联网技术、LoRa技术等，并进行合理配置和布线，确保数据的稳定传输。

基于单片机的无线粮仓监控系统设计无线粮仓监控系统是一种基于单片机的智能监控系统，主要用于对粮仓内部环境进行实时监测和数据传输。

它由传感器、单片机、无线模块和上位机软件组成，通过传感器采集粮仓内部的温度、湿度、氧气浓度等数据，并通过单片机进行处理和控制，最终将数据通过无线模块传输到上位机，实现对粮仓的实时监控和远程管理。

该系统的设计主要包括硬件设计和软件设计两个方面。

硬件设计方面，首先需要选择合适的单片机作为系统的核心控制器，常用的有基于ARM架构的STM32系列单片机和基于AVR架构的ATmega系列单片机。

根据需求选择不同的单片机，然后搭建传感器网络，选择适合粮仓监测的传感器，例如温湿度传感器、氧气浓度传感器等并将其连接到单片机的IO口上，通过采样和转换电路将模拟信号转换为数字信号。

接下来选择合适的无线模块，例如WiFi模块、蓝牙模块或者LoRa模块，并将其连接到单片机的串口上，通过串口通信实现单片机与上位机的数据传输。

软件设计方面，首先需要对单片机进行编程，编写代码实现对传感器数据的采集、处理和控制，并通过无线模块将数据发送到上位机。

根据不同的传感器选择相应的采集和处理算法，例如对温湿度传感器采集到的数据进行温湿度计算和校准，对氧气浓度传感器采集到的数据进行氧气浓度计算。

同时，还可以根据需要增加报警功能，当温度、湿度或氧气浓度超过设定阈值时发出警报。

最后，编写上位机软件，接收和解析从单片机传输过来的数据，并进行数据显示、存储和分析等操作。

在实际应用中，无线粮仓监控系统可以通过上位机软件实现对多个粮仓的集中管理，可以实时监测每个粮仓的温度、湿度和氧气浓度等参数，通过数据分析可以提前发现粮食变质和虫害等问题，并及时采取措施进行处理，从而避免粮食损失和粮食质量下降。

此外，系统还可以提供报表和图表功能，方便用户对粮仓内部环境的变化进行分析和掌握。

总之，基于单片机的无线粮仓监控系统是一种实用可靠的智能监控系统，通过对粮仓内部环境进行实时监测和数据传输，可以提高粮食贮存的安全性和稳定性，对粮食生产和管理起到重要的作用。

基于无线传感器网络的智能农场监控系统设计随着科技的不断发展，无线传感器网络（WSN）在农业领域的应用越来越广泛。

智能农场监控系统的设计可以帮助农民实时监测农田环境、作物生长状态、灌溉水量和肥料使用等重要信息，提高农业生产效率和农田管理水平。

本文将介绍基于无线传感器网络的智能农场监控系统的设计原理、关键技术以及应用前景。

首先，智能农场监控系统基于无线传感器网络的设计原理如下：系统由若干个无线传感器节点组成，这些节点分布在农田中的不同位置，并能够感知和采集环境参数。

每个节点都具有一定的计算能力和存储能力，可以进行数据处理和存储。

无线传感器节点通过无线通信技术与基站通信，将采集到的环境数据上传到基站。

基站通过与云服务器的通信，将数据上传到云端进行存储和分析。

农民可以通过手机、电脑等终端设备访问云端数据，实时监控农田情况并进行远程控制。

其次，基于无线传感器网络的智能农场监控系统的关键技术主要包括：1. 传感器选择与布局：根据不同监测要求选择适合的传感器，并合理布局传感器节点以覆盖整个农田。

常见的农田监测参数包括温度、湿度、光照强度、土壤湿度和肥料浓度等。

2. 数据采集与处理：传感器节点定期采集环境数据，并对数据进行处理和压缩，以减少数据传输量和能耗。

常用的数据处理方法包括数据去噪、数据压缩和数据融合等。

3. 无线通信技术：传感器节点之间和传感器节点与基站之间采用无线通信技术进行数据传输，常见的无线通信技术包括无线局域网（Wi-Fi）、蓝牙（Bluetooth）和低功耗广域网（LoRaWAN）等。

选择合适的无线通信技术可以提高通信距离和能耗效率。

4. 能源管理：由于传感器节点通常采用电池供电，能源管理是智能农场监控系统的重要技术。

有效的能源管理策略可以延长传感器节点的使用寿命。

常见的能源管理方法包括休眠机制、能量回收和能量优化算法等。

最后，基于无线传感器网络的智能农场监控系统具有广阔的应用前景。

首先，该系统可以实时监测农田环境参数，帮助农民及时采取措施，例如调整灌溉水量、增加或减少肥料施用量等，以优化农田管理，提高农作物产量和质量。

基于无线传感网络的农业监测与管理系统设计近年来，随着无线传感网络（WSN）技术的发展与应用，农业行业也开始利用这一技术来提高农业生产效益和管理效率。

基于无线传感网络的农业监测与管理系统被广泛应用于农田灌溉、温室环境监测、蔬菜种植、果园管理等领域，可以实现实时监测和远程控制，提高资源利用率，减少人力和物力成本。

本文将探讨基于无线传感网络的农业监测与管理系统的设计和实现。

该系统主要包括无线传感器节点、数据采集器、数据传输与处理平台以及远程控制终端。

首先，无线传感器节点是系统的核心组成部分。

传感器节点通常包括传感器、微处理器、通信模块和能量供应设备。

在农业监测中，传感器节点可以用来监测土壤的温度、湿度、光照强度、土壤湿度等指标，以及作物的生长情况和病虫害的发生情况。

传感器节点的布设要合理，覆盖范围要广，以确保数据的准确性和全面性。

其次，数据采集器负责收集传感器节点采集到的数据，并进行处理和存储。

数据采集器通常是将数据进行压缩和编码，以减少数据的传输量和存储空间。

此外，数据采集器还可以设置阈值，当数据超过阈值时，及时发送报警信息。

数据采集器需要具备较高的计算和存储能力，以应对大规模的数据采集和处理需求。

数据传输与处理平台是将采集到的数据传输到远程服务器进行存储和处理的环节。

数据传输可以通过有线或无线网络进行，具体选择取决于系统的需求和实际情况。

在数据传输过程中，需要采用合适的通信协议和加密算法，以确保数据的安全性和可靠性。

数据处理平台负责对数据进行分析、计算和挖掘，提取有价值的信息，并为农民提供相关决策支持。

最后，远程控制终端允许农民在远程地方对农业设备进行远程控制和监控。

农民可以通过移动设备或计算机上的应用程序来远程操控灌溉系统、温室通风系统等，并实时查看相关的监测数据。

远程控制终端可以通过无线网络与数据传输与处理平台进行通信，并利用云计算和物联网技术实现农业管理的集中化和智能化。

基于无线传感网络的农业监测与管理系统的设计面临一些挑战和问题。

物联网基于无线传感器网络的精准农业环境监测系统设计摘要：随着农业产业的发展，精准农业技术已成为当前农业生产的重要方向之一。

为此，本文提出了基于无线传感器网络的精准农业环境监测系统的设计方案。

系统的主要组成部分包括传感器节点、无线通信构架、数据处理中心以及应用平台等。

本文分析了这些部分的工作原理与组成结构，通过实验验证了系统的稳定性与可行性。

该系统的应用可以为现代农业生产提供可靠的环境数据支持，具有较高的实用价值。

关键词：物联网；无线传感器网络；农业生产；环境监测；数据处理一、引言随着信息化技术的不断发展，物联网技术在各个领域得到了广泛应用。

其中，物联网在现代农业生产中的应用尤为重要，具有广阔的发展前景。

精准农业技术是一种新兴领域，通过精准监测和调控农田环境，最大程度地提高农业生产效益。

为此，本文提出了基于无线传感器网络的精准农业环境监测系统的设计方案，以期为现代农业生产提供可靠的环境数据支持。

二、系统架构本系统主要由传感器节点、无线通信构架、数据处理中心以及应用平台等组成。

1.传感器节点传感器节点是系统的基础，用于实现对农田环境参数的监测。

本系统主要监测土壤温度、湿度、PH值以及空气温度、湿度、光照强度等参数。

为了实现高效监测，选用了具有超低功耗和高精度的传感器。

传感器采集到的数据通过微处理器进行处理，再通过无线模块传输到无线网关。

2.无线通信构架无线通信构架是系统的核心，主要负责数据的传输和接收。

本系统采用了基于Zigbee协议的无线传感器网络构架，采用星形拓扑结构，大大提高了数据传输的稳定性和可靠性。

为了实现高效的无线通信，选择具有较高传输速率和较大传输距离的无线模块。

3.数据处理中心数据处理中心是系统的数据处理和存储中心，主要负责对传感器节点采集到的数据进行处理和分析。

本系统采用了服务器集群，能够实现高效的数据存储和处理。

为了实现高效的数据处理，选用了具有高性能和高可靠性的服务器，同时采用了磁盘阵列等技术进行数据备份和存储。

存储器　微控制器　电源管理模块　传感器　射频模块　基于无线传感器网络的粮情检测系统设计 蓝会立华侨大学　机电及自动化学院摘 要大型粮食储备库的建设对粮食温度检测技术也提出了越来越高的要求针对目前我国仓储行业粮情检测系统存在的不足并且详细介绍了无线温度传感器节点的硬件结构和软件设计系统安装简单方便温度测量精度高自动控制技术节点储藏技术　中图分类号Ａ 文章编号它可以动态监测仓库粮食温度变化情况由于储备库的特殊环境条件主要是传感器模块粮堆中损坏的传感器不容易更换多路模拟开关这种温度采集系统需要在仓库内布置大量的测温电缆测量误差比较大提出了一种基于无线传感器网络的温度检测系统的设计方案安装简单方便１ 无线传感器网络　 无线传感器网络是由大量微型其目的是协作地感知并发布给观察者嵌入式计算技术正成为一个新兴的技术领域 无线传感器网络节点具有无线通信协同合作等功能能够获取周围环境的信息并且相互协同工作完成特定的任务传感器典型的传感器节点结构如图１所示传感器用于感知并通过信号处理电路将其转换为数字信号如对传感器获取的信息进行必要的处理射频模块负责与其他传感器或观察者的通信测控主机和ＰＣ机组成无线温度传感器节点按一定布点规则分布于仓库内预处理和传输等工作通过外接ＭＡＸ２３２转换电路测控主机通过无线通讯方式与各个节点进行数据传输ＰＣ机给测控主机发送功能命令并对采集到每个节点温度数据进行智能分析本文主要介绍无线温度传感器节点的硬件结构和软件设计方法２００５－１０－１７　作者简介１９７５－硕士研究生　通讯作者１９６１－教授节点　ＰＣ机　传感器网络　测控主机　仓库　图２ 系统结构框图　２．１ 无线温度传感器节点的设计　 温度传感器节点是网络的基本单元由于传感器节点通常采用电池进行供电不能给电池充电或更换电池这个节点就失去了作用在传感器网络节点的设计过程中在硬件设计方面在没有通信任务的时候在软件设计方面２．１．１ 射频ＳＯＣ　ｎＲＦ９Ｅ５　 ｎＲＦ９Ｅ５是挪威Ｎｏｒｄｉｃ公司推出的系统级ＲＦ芯片面积为５ｍｍ内部集成了ｎＲＦ９Ｅ５射频模块具有４３３／８６８／９１５ＭＨｚ三波段载波频率［６］抗干扰能力强具有特有的ＳｈｏｃｋＢｕｒｓｔ信号发射模式和发射信号载波监测功能避免数据冲突便于用户扩展ｎＲＦ９Ｅ５使用ＳＰＩ接口进行单片机与无线模块间的数据传输ｎＲＦ９Ｅ５的收发器有３种工作方式ＲＸ方式和空闲方式在ＳｈｏｃｋＢｕｒｓｔ接收方式下地址匹配寄存器位ＤＲ当数据发送完后ＤＲ在空闲方式下空闲方式下配置字中的内容不至于丢失各模块处于正常接收状态在运行过程中使其工作于发射状态低功耗的可编程单总线数字温度传感器其具有以下主要功能二是电源电压范围为３．３可通过信号线寄生供电或由外电源直接供电内可保持四是通过编程可实现９即在温度转化时可选择０．５０．１２５五是可设定非易失性温度报警上下限值ＴＨ和ＴＬ即先初始化最后发送功能命令通过将总线拉低至少４８０主机等待ＤＳ１８Ｂ２０发回的存在脉冲１６ｓ因此提高节点集成度及温度测量精度所以通信协议分为３层即可第二层为数据链路层发送数据时并加上包头和校验和将接收到的数据解包并重新组合成完整的长数据几个字节的地址１个字节的有效数据长度１个字节的帧停止位０ｘ００Ｈ所以整个系统的通信必须采用分时技术将测控主机与多节点之间的通信变为测控主机与一节点进行点对点通信的多条开始　接到ＰＣ温度　转换命令　向节点发送命令　接收节点发回温度数据　校验数据　数据送回ＰＣ机　结束　异常送回ＰＣ处理　超时　Ｎ　Ｙ　错误　正确　Ｙ　开始　接到主机温度转换命令　启动ＤＳ１８Ｂ２０　开始测温　数据打包　数据送回主机　结束　异常送回ＰＣ处理　超时　Ｎ　Ｙ　校验数据　开始计时　Ｎ　Ｎ　Ｙ　Ｙ　Ｙ　链路的组合测控主机必须采用扫描的方式逐点采集数据对主接收器发出的地址信息进行处理首先接着当节点收到主机发来的命令包时启动ＤＳ１８Ｂ２０进行温度转换最后将发送一个确认数据包给节点如果数据在传输的过程中有数据丢失直到数据全部正确为止　图３ 主机模块软件流程图 图４ 节点模块软件流程图　３ 试验结果　 现将按上述方案设计的温度检测系统与某储备库使用的传统检测系统进行现场对比试验本系统数字温度传感器ＤＳ１８Ｂ２０采用１１位的数字读数方式水银温度计刻度为０．１测量结果如表１所示序号　标准值　原系统　本系统　１　１０．０　１１．０　９．９　２　１４．０　１４．７　１４．０　３　１７．０　１５．９　１７．０　４　２０．０　２０．５　２０．１　５　２３．０　２２．１　２２．９　６　２６．０　２７．０　２６．１　７　３０．０　３０．９　３０．０　８　３５．０　３５．６　３５．０　 从实际测量数据可以看出其原因是由于传感器本身存在误差而且系统运行稳定可靠这一新兴技术结合了现有的多种先进技术因此试验结果表明系统抗干扰能力强网络节点体积小而且容易通过其表面涂上防腐材料以达到抗腐蚀能力节点功能扩展性强即可实现粮食湿度和虫害密度的检测由于传感器网络本身的特点给人们提出了很多新的挑战限制了它的应用范围无线传感器网络技术在粮食储藏中的应用将产生重大的经济和社会效益［１］ 苏宝平，全 力．新型粮仓温湿度智能化测控系统［Ｊ］．农机化研究，２００４（２）：２２１－２２３．　［２］ 赵 斌，衣淑娟，匡丽红．分布式粮仓粮情检测系统的研究［Ｊ］．农机化研究，２００３（４）：８５－８６．　［３］ 李玉清．分布式粮库温度检测系统的研究［Ｊ］．农机化研究，２００１（２）：３３－３４，３７．　［４］ 颜振亚，郑宝玉．无线传感器网络［Ｊ］．计算机工程与应用，２００５（１５）：２０－２３．　［５］ 李宏伟，欧进萍．无线传感器网络在土木工程应用中的试验研究［Ｊ］．计算机工程与应用，２００５，４１　（１５）：２０７－２１０，２１４．　［６］ Ｎｏｒｄｉｃ　ＶＬＳＩ　ＡＳＡ．ｎＲＦ９Ｅ５数据手册［ＥＢ／ＯＬ］．［２００５　－０８－１２］．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｆｒｅｑｃｈｉｎａ．ｃｏｍ．　［７］ 沙占友．智能化集成温度传感器原理与应用［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００２：８４－１０６．　Design of Temperature Detection System for Grain Storage Based on Wireless Sensors NetworkLAN Hui-li, ZHANG Ren-cheng, MAO Si-wenWith the rapid development of nation's economy, the grain storage increases more and more, the large grain snags construction to grain temperatures, China sway technology which put forward more and more requests.In this paperhigh measure precision and its installation is simple and convenient.Key words上接第98页The artificial intelligence technology, the database technology, the 3S technology, the communication technology and the agricultural ecology technology were integrated. A set of comprehensive system to consult the remote agricultural information was developed. In practices, through the method of the intellectualization expert system the knowledge and the experience of domain experts were digitized. The expert's knowledge and the method to solve the question will be able to inherit and spread. And the reasoning machine in the expert system has carried on the improvement, which applied the solution of the path question in graph theory to design to the reasoning machine. It reduces to the complexity of the reasoning order, enhances to the reasoning efficiency.Key words。

基于无线传感器网络的农田环境监测与决策支持系统设计随着农业现代化的推进，农田环境监测与决策支持系统的设计变得越来越重要。

传统的农田监测方式通常需要大量的人力物力投入，而且无法实时获取到准确的数据。

基于无线传感器网络的农田环境监测与决策支持系统的设计是一种新型的监测方法，它可以实现自动化、实时监测，并通过数据分析和决策支持来提高农业生产效率和资源利用效率。

一、无线传感器网络的原理无线传感器网络是由大量的无线传感器节点组成的网络，这些节点可以感知、采集和传输环境参数数据。

它们之间通过无线通信进行数据传输，传感器节点可以自主协调工作，形成一个分布式的网络。

每个节点都可以感知到周围环境的特征，例如温度、湿度、土壤质量等。

利用这些节点，可以实现大规模的农田环境监测。

二、农田环境监测与决策支持系统的结构基于无线传感器网络的农田环境监测与决策支持系统的设计包括传感器节点部署、数据采集与传输、数据存储与分析以及决策支持四个主要部分。

1. 传感器节点部署：传感器节点的数量和位置的选择非常重要。

传感器节点的密度应根据农田的尺寸和需求进行合理的确定。

传感器节点的位置需要考虑到农田的地形、作物的分布以及环境参数的重要性等因素。

2. 数据采集与传输：传感器节点负责采集环境参数数据，并将数据传输到数据集中器。

数据集中器负责汇总和整理数据，并通过无线网络将数据传输到数据存储和分析平台。

传感器节点和数据集中器之间的通信建立在携带能量的节点之间的通信链路上，数据传输需要通过网络路由算法进行优化。

3. 数据存储与分析：数据存储和分析平台需要具备大容量的存储能力和快速的数据分析算法。

这些平台可以实时接收、存储和处理传感器节点传输的数据。

通过数据分析算法，可以将环境参数数据转化为对农田环境状态的评估指标，并提供给决策支持系统。

4. 决策支持：决策支持系统是整个系统最重要的部分，它通过分析农田环境参数数据和农艺专家知识库的结合，提供农田管理建议和决策支持。