❶ 無線感測器網路 畢業設計求助
基於農業環境無線感測器網路性能評估
[摘要]隨著無線感測器網路應用研究的不斷深入,通過實際感測器節點建立網路進行網路測試越來越受到人們的重視。綜合大量無線感測器網路性能研究的技術文獻和最新研究結果,提出對農業環境WSN網路性能參數。
[關鍵詞]無線感測器網路 性能測試 部署
一、引言
近年來隨著研究的深入與技術的成熟,以應用為背景,基於WSN的試驗越來越多地涌現出來,WSN正處於從研究到應用的過渡階段。對WSN網路性能的分析與評價是網路節點與部署的前提,對WSN網路性能進行分析,評價,獲得網路性能的總體情況,可以評估,鑒定和驗收一個現有網路;對一個新的待建設網路,其方案的論證也極大地依賴於如何分析和評價網路的性能。
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基於TinyOS無線感測器網路的農業環境監測系統設計
摘要:針對傳統農業環境監測系統的局限性,設計了一種基於無線感測器網路的農業環境監測系統,給出了農業環境監測系統的體系結構,重點設計了使用MSP4300和CC2420晶元的感測器節點硬體結構和基於TinyOS操作系統構架的軟體流程,系統可以對目標監測區內的溫度、濕度、光照度等農業環境信息進行實時監測、可靠傳輸。解決了傳統農業環境監測中存在的問題,為無線感測器網路應用於農業環境監測做出探索性研究。
關鍵詞:無線感測器網路;TinyOS;精準農業;環境監測
准確實時的信息供給是精準農業的必須前提,精準農業的實現首先在於認識農田內農作物生長環境和生長情況的差異,而這必須依賴於各種先進的感測器,如大氣溫度、大氣濕度、風速、太陽輻射、作物生長情況、作物產量等各種類型感測器。如何將這些感測器採集的信息及時准確地收集,為農業專家提供決策並制定農田變數作業處方的主要數據源和參數,一直是一個難題。近年來,出現了許多採用無線公共網路和無線網路等無線通訊方式進行農、林、牧業的遠程監測的研究。這些無線通信技術的優勢是傳輸速度快、信息量大、可遠距離傳輸,但都存在功耗高、時延長、通信費用高等因素制約,使其很難廣泛地應用到農業環境監測中。
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無線感測器網路在農作物環境信息監測中的應用
摘 要:感測器已經被廣泛的應用於工業、軍事等方面。由感測器節點構成的無線網路也已經成為現今研究的熱門問題。無線感測器網路在農業中尤其是在農作物信息檢測中的運用是將智能化、自動化應用於農業中的最好的手段之一,而選擇良好的協議標准也將會是解決問題的關鍵。
關鍵詞:協議;無線感測器網路;作物信息
1 引言
隨著網路的迅猛發展,對於網路的使用范圍越來越寬廣,而集感測器技術、微機電系統技術、無線通信技術、嵌入式計算機技術、分布式信息處理技術和無線通信技術於一體的無線感測器網路就成為當今研究的熱點。無線感測器網路是一個多學科交叉的綜合性科學研究領域,對於其網路所分布的區域內的各種環境和檢測對象的信息能夠進行實吋的監控、感知和採集,並且將這些信息先進行處理,然後通過無線方式傳輸給監控主機或者需要使用這些信息的用戶。正是因為這種廣泛的用途,使得無線感測器網路在眾多領域如農業、軍事、智能家居、森林保護等方面有著實際的用途和研究價值。
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❷ 物聯網無線感測器網路的應用領域有哪些
主要特點
大規模
為了獲取精確信息,在監測區域通常部署大量感測器節點,可能達到成千上萬,甚至更多。感測器網路的大規模性包括兩方面的含義:一方面是感測器節點分布在很大的地理區域內,如在原始大森林採用感測器網路進行森林防火和環境監測,需要部署大量的感測器節點;另一方面,感測器節點部署很密集,在面積較小的空間內,密集部署了大量的感測器節點。
感測器網路的大規模性具有如下優點:通過不同空間視角獲得的信息具有更大的信噪比;通過分布式處理大量的採集信息能夠提高監測的精確度,降低對單個節點感測器的精度要求;大量冗餘節點的存在,使得系統具有很強的容錯性能;大量節點能夠增大覆蓋的監測區域,減少洞穴或者盲區。
自組織
在感測器網路應用中,通常情況下感測器節點被放置在沒有基礎結構的地方,感測器節點的位置不能預先精確設定,節點之間的相互鄰居關系預先也不知道,如通過飛機播撒大量感測器節點到面積廣闊的原始森林中,或隨意放置到人不可到達或危險的區域。這樣就要求感測器節點具有自組織的能力,能夠自動進行配置和管理,通過拓撲控制機制和網路協議自動形成轉發監測數據的多跳無線網路系統。
在感測器網路使用過程中,部分感測器節點由於能量耗盡或環境因素造成失效,也有一些節點為了彌補失效節點、增加監測精度而補充到網路中,這樣在感測器網路中的節點個數就動態地增加或減少,從而使網路的拓撲結構隨之動態地變化。感測器網路的自組織性要能夠適應這種網路拓撲結構的動態變化。
動態性
感測器網路的拓撲結構可能因為下列因素而改變:①環境因素或電能耗盡造成的感測器節點故障或失效;②環境條件變化可能造成無線通信鏈路帶寬變化,甚至時斷時通;③感測器網路的感測器、感知對象和觀察者這三要素都可能具有移動性;④新節點的加入。這就要求感測器網路系統要能夠適應這種變化,具有動態的系統可重構性。
可靠性
WSN特別適合部署在惡劣環境或人類不宜到達的區域,節點可能工作在露天環境中,遭受日曬、風吹、雨淋,甚至遭到人或動物的破壞。感測器節點往往採用隨機部署,如通過飛機撒播或發射炮彈到指定區域進行部署。這些都要求感測器節點非常堅固,不易損壞,適應各種惡劣環境條件。
❸ 無線感測器網路與互聯網的區別主要體現在哪些方面
摘要 1.
❹ 設計無線感測器網路的節點部署方案時必須考慮哪些問題
設計無線感測器網路節點需要遵循以下幾個主要的原則。
(1)微型化與低成本
由於無線感測器網路節點數量大,只有實現節點的微型化與低成本才有可能大規模部署與應用。因此節點的微型化與低成本一直是研究人員追求的主要目標之一。對於目標跟蹤與位置服務一類的應用來說,部署的無線感測器節點越密,定位精度就越高。對於醫療監控類的應用來說,微型節點容易被穿戴。實現節點的微型化與低成本需要考慮硬體與軟體兩個方面的因素,而關鍵是研製專用的片上系統(System on Chip,SoC)晶元。對於傳統的個人計算機,內存2GB、硬碟100GB已經是常見的配置,而一個典型的無線感測器節點的內存只有4kB、程序存儲空間只有10kB。正是因為感測器節點硬體配置的限制,所以節點的操作系統、應用軟體結構的設計與軟體編程都必須注意節約計算資源,不能夠超出節點硬體可能支持的范圍。
(2)低功耗
感測器節點在使用過程中受到電池能量的限制。在實際應用中,通常要求感測器節點數量很多,但是每個節點的體積很小,攜帶的電池能量十分有限。同時,由於無線感測器網路的節點數量多、成本低廉、部署區域的環境復雜,有些區域甚至人員不能到達,因此感測器節點通過更換電池來補充能源是不現實的。如何高效使用有限的電池能量,來最大化網路生命周期是無線感測器網路面臨的最大的挑戰。
感測器節點消耗能量的模塊包括:感測器模塊、處理器模塊和無線通信模塊。隨著集成電路工藝的進步,處理器和感測器模塊的功耗變得很低。圖2-43給出了感測器節點各部分能量消耗情況。從圖中可以看出,感測器節點能量的絕大部分消耗在無線通信模塊。感測器節點發送信息消耗的電能比計算更大,傳輸1bit信號到相距100m的其他節點需要的能量相當於執行3000條計算指令消耗的能量。
圖2-43感測器節點各部分能量消耗情況無線通信模塊存在四種狀態:發送、接收、空閑和休眠。無線通信模塊在空閑狀態一直監聽無線信道的使用情況,檢查是否有數據發送給自己,而在休眠狀態則關閉通信模塊。從圖中可以看到,無線通信模塊在發送狀態的能量消耗最大;在空閑狀態和接收狀態的能量消耗接近,但略少於發送狀態的能量消耗;在休眠狀態的能量消耗最少。為讓網路通信更有效率,必須減少不必要的轉發和接收,不需要通信時盡快進入休眠狀態,這是設計無線感測器網路協議時需要重點考慮的問題。
(3)靈活性與可擴展性
無線感測器網路節點的靈活性與可擴展性表現在適應不同的應用系統,或部署在不同的應用場景中。例如,感測器節點可以用於森林防火的無線感測器網路中,也可以用於天然氣管道安全監控的無線感測器網路中;可以用於沙漠乾旱環境下天然氣管道安全監控,也可以用於沼澤地潮濕環境的安全監控;可以適應單一聲音感測器精確位置測量的應用,也可以適應溫度、濕度與聲音等多種感測器的應用;節點可以按照不同的應用需求,將不同的功能模塊自由配置到系統中,而不需重新設計新的感測器節點;節點的硬體設計必須考慮提供的外部介面,可以方便地在現有的節點上直接接入新的感測器。軟體設計必須考慮到可裁剪,可以方便地擴充功能,可以通過網路自動更新應用軟體。
(4)魯棒性
普通的計算機或PDA、智能手機可以通過經常性的人機交互來保證系統的正常運行。而無線感測器節點與傳統信息設備最大的區別是無人值守,一旦大量無線感測器節點被飛機拋灑或人工安置後,就需要獨立運行。即使是用於醫療健康的可穿戴節點,也需要獨立工作,使用者無法與其交互。對於普通的計算機,如果出現故障,人們可以通過重啟來恢復系統的工作狀態。而在無線感測器網路的設計中,如果一個節點崩潰,那麼剩餘的節點將按照自組網的思路,重新組成具有新拓撲的自組網。當剩餘的節點不能夠組成新的網路時,這個無線感測器網路就失效了。因此感測器節點的魯棒性是實現無線感測器網路長時間工作重要的保證。更多http://www.big-bit.com/news/list-75.html
❺ 無線感測器網路可能採用哪些無線通信方式
基於XL.SN智能感測網路的無線感測器數據採集傳輸系統,可以實現對溫度,壓力,氣體,溫濕度,液位,流量,光照,降雨量,振動,轉速等數據參數的實時採集,無線傳輸,無線監控與預警。在實際應用中,無線感測器數據採集傳輸系統常見的包括深圳信立科技農業物聯網智能大棚環境監控系統,智慧養殖環境監控系統,智慧管網管溝監控系統,倉儲館藏環境監控系統,機房實驗室環境監控系統,危險品倉庫環境監控系統,大氣環境監控系統,智能製造運行過程監控系統,能源管理系統,電力監控系統等。
無線感測器數據採集傳輸系統,比較常用的的無線數據傳輸組網技術包括433MHZ,Zigbee(2.4G),運營商網路(GPRS)等三種方式,其中433MHZ,Zigbee(2.4G)屬於近距離無線通訊技術,並且都使用ISM免執照頻段。運營商網路(GPRS)屬於遠距離無線通訊技術,按數據流量收費。
1、基於Zigbee(2.4G)的智能感測網路
ZigBee的特點是低功耗、高可靠性、強抗干擾性,布網容易,通過無線中繼器可以非常方便地將網路覆蓋范圍擴展至數十倍,因此從小空間到大空間、從簡單空間環境到復雜空間環境的場合都可以使用。但相比於WiFi技術,Zigbee是定位於低傳輸速率的應用,因此Zigbee顯然不適合於高速上網、大文件下載等場合。對於餐飲行業的無線點餐應用,由於其數據傳輸量一般來說都不是很大,因此Zigbee技術是非常適合該應用的。
2、基於433MHz的智能感測網路
433MHz技術使用433MHz無線頻段,因此相比於WiFi和Zigbee,433MHz的顯著優勢是無線信號的穿透性強、能夠傳播得更遠。但其缺點也是很明顯的,就是其數據傳輸速率只有9600bps,遠遠小於WiFi和Zigbee的數據速率,因此433Mhz技術一般只適用於數據傳輸量較少的應用場合。從通訊可靠性的角度來講,433Mhz技術和WiFi一樣,只支持星型網路的拓撲結構,通過多基站的方式實現網路覆蓋空間的擴展,因此其無線通訊的可靠性和穩定性也遜於Zigbee技術。另外,不同於Zigbee和WiFi技術中所採用的加密功能,433Mhz網路中一般採用數據透明傳輸協議,因此其網路安全可靠性也是較差的。
3、基於運營商的智能感測網路
GPRS無線傳輸設備主要針對工業級應用,是一款內嵌GSM/GPRS核心單元的無線Modem,採用GSM/GPRS網路為傳輸媒介,是一款基於移動GSM短消息平台和GPRS數據業務的工業級通訊終端。它利用GSM 移動通信網路的簡訊息和GPRS業務為用戶搭建了一個超遠距離的數據傳輸平台。
標准工業規格設計,提供RS232標准介面,直接與用戶設備連接,實現中英文簡訊功能,彩信功能,GPRS數據傳輸功能。具有完備的電源管理系統,標準的串列數據介面。外觀小巧,軟體介面簡單易用。可廣泛應用於工業簡訊收發、GPRS實時數據傳輸等諸多工業與民用領域。
❻ 簡敘無線感測器網路的功能 列出無線感測器網路在4種應用領域中所起到的作用
1.、軍事應用
2、環境科學
3、醫療健康
4、空間探索
❼ 托普農業物聯網解決方案主要有哪些
托普物聯網就是物聯網技術在農業生產、經營、管理和服務中的具體應用。具體講就是運用各類感測器,廣泛地採集果、蔬、畜、水產、土壤、環境、物流等農業相關信息;通過建立數據傳輸和格式轉換方法,集成無線感測器網路、電信網和互聯網,實現農業信息的多尺度(個域、視域、區域、地域)傳輸;
最後將獲取的海量農業信息進行融合、處理,並通過智能化操作終端實現農業產前、產中、產後的過程監控、科學管理和即時服務,實現農業的高產、高效、優質、生態和安全。
❽ 蔬菜大棚所用到的無線感測網路什麼技術
造價從260一平方到600一平方不等。 系統原理 溫室大棚自動化控制系統是根據溫室大棚內的溫濕度、土壤水分、土壤溫度等感測器採集到的信息,利用RS485匯流排將感測器信息送給485轉232的轉換器,接到上位計算機上進行顯示,報警,查詢。監控中心將收到的采樣數據以表格形式顯示和存儲,然後將其與設定的報警值相比較,若實測值超出設定范圍,則通過屏幕顯示報警或語音報警,並列印記錄。與此同時,監控中心可向現場控制器發出控制指令,監測儀根據指令控制風機、水泵等設備進行降溫除濕等操作,以保證溫室內作物的生長環境。監控中心也可以通過報警指令來啟動現場監測儀上的聲光報警裝置,通知溫室管理人員採取相應措施來確保溫室內的環境正常。 物聯網技術在智能溫室中的應用 實際上,物聯網技術是將各種感知技術、現代網路技術和人工智慧與自動化技術聚合與集成應用。 在溫室環境里,單棟溫室可利用物聯網技術,成為無線感測器網路一個測量控制區,採用不同的感測器節點和具有簡單執行機構的節點,如風機、低壓電機、閥門等工作電流偏低的執行機構,構成無線網路,來測量基質濕度、成分、pH值、溫度以及空氣濕度、氣壓、光照強度、二氧化碳濃度等,再通過模型分析,自動調控溫室環境、控制灌溉和施肥作業,從而獲得植物生長的最佳條件。 對於溫室成片的農業園區,物聯網也可實現自動信息檢測與控制。通過配備無線感測節點,每個無線感測節點可監測各類環境參數。通過接收無線感測匯聚節點發來的數據,進行存儲、顯示和數據管理,可實現所有基地測試點信息的獲取、管理和分析處理,並以直觀的圖表和曲線方式顯示給各個溫室的用戶,同時根據種植植物的需求提供各種聲光報警信息和簡訊報警信息,實現溫室集約化、網路化遠程管理。 此外,物聯網技術可應用到溫室生產的不同階段。在溫室准備投入生產階段,通過在溫室裡布置各類感測器,可以實時分析溫室內部環境信息,從而更好地選擇適宜種植的品種;在生產階段,從業人員可以用物聯網技術手段採集溫室內溫度、濕度等多類信息,來實現精細管理,例如遮陽網開閉的時間,可以根據溫室內溫度、光照等信息來感測控制,加溫系統啟動時間,可根據採集的溫度信息來調控等;在產品收獲後,還可以利用物聯網採集的信息,把不同階段植物的表現和環境因子進行分析,反饋到下一輪的生產中,從而實現更精準的管理,獲得更優質的產品。 物
❾ 無線感測器網路是如何在農業應用
信立科技,無線溫濕度感測器,採集土壤溫濕度,溫室大棚內空氣環境的溫濕度情況,透過無線的方式傳輸到監控室,同時可反向控制溫濕度開關,做到及時把控溫濕度的功能,這就是無線感測器網路在農業溫室大棚中的應用之一。