农业大棚监控系统-基于无线传感网络的智能信息处理技术

农业的信息化和智能化自然成为现代信息技术提高农业劳动生产率的重要手段。农产品的质量和产量同其在生长期间的环境密切相关。农业大棚（温室）可以在不同季节下为农作物提供所需的环境，例如合适的温度、湿度、土壤酸碱度以及适当地灌溉、施肥、光照等等。温室控制的核心在于环境信息的采集。

图1-11 长输油管道泄漏监测系统结构图

无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSN）是一种无中心节点的全分布式系统。通过随机投放的方式，众多传感器节点被密集部署于监控区域。各传感器节点集成有传感器模块、控制器模块、通信模块和电源模块等，它们以无线通信方式，通过分层的网络通信协议和分布式算法，可自组织地快速构建网络系统，传感器节点间具有良好的协作能力；借助于其集成的形式多样的传感器，传感器节点可探测包括温度、湿度、噪声、光照度、压力、移动物体的大小、速度与方向等诸多人们感兴趣的物理现象；通过网关，无线传感器网络可以接入In-ternet/Intranet，从而将采集到的信息回传给远程的终端用户。这些特性使得无线传感器网络的应用范围非常广泛，在设施农业领域，也有着得天独厚的优势。

基于无线传感器网络的设施农业环境监控系统具有精度高、能耗小、经济性好、安装方便、扩展灵活、稳定性与可靠性强等优点，可以有效克服传统设施农业环境监控系统的各种缺陷，实现设施环境（空气温度、空气湿度、光照度、二氧化碳浓度、土壤温度、土壤湿度、土壤电导率等）的实时、精确、远程和自动监控，满足设施农业的应用需求。构建农业大棚监控网络，监测内容包括气象、土壤、作物生理与图像视频等关键信息，通过移动网络（GPRS/3G）和In-ternet对接，将信息远程传输至中心数据库服务器。将现场实时监测信息与领域知识融合，建立基于Web的远程监控网络与诊断管理平台。应用该系统可对农业大棚的环境进行动态监测，为农作物生长发育状况进行诊断分析，为防灾减灾、优化管理提供科学依据和技术支撑。典型网络结构如图1-12所示。(www.xing528.com)

图1-12 基于WSN的农业大棚监控系统网络拓扑结构图

本书在后面的章节会根据以上实例，选择不同监测系统中的智能信息处理的特色部分进一步深入说明。