無線傳感器在農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控中的運用

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摘要：由于中國十分看重農(nóng)業(yè)行業(yè)的整體發(fā)展，而隨著中國在科學技術(shù)研發(fā)方面的快速發(fā)展不僅推動了各行各業(yè)的整體發(fā)展，還對農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展有著非常重要的關(guān)鍵作用。在中國農(nóng)業(yè)行業(yè)中環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)對整個農(nóng)業(yè)生產(chǎn)都有著十分主要的作用，因此在中國農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控工作當中使用如今科學領(lǐng)域所研發(fā)的先進技術(shù)不僅可以推動中國農(nóng)業(yè)的整體發(fā)展，還可以在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中將生產(chǎn)效率進行大幅度提升。本文在這里主要簡述了無線傳感器在農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控中的具體結(jié)構(gòu)，進而對無線傳感器在應(yīng)用過程中存在的問題與發(fā)展方向進行詳細分析。

關(guān)鍵詞：無線傳感器；農(nóng)業(yè)環(huán)境；監(jiān)控應(yīng)用

現(xiàn)如今信息化技術(shù)開始逐漸被使用到各行各業(yè)當中，而隨著信息化技術(shù)的發(fā)展對社會整體經(jīng)濟也起到一定程度的推動作用。在如今的時代下已經(jīng)可以從信息化技術(shù)的整體發(fā)展當中來判斷當?shù)氐陌l(fā)展現(xiàn)狀，而中國本身就是一個十分注重農(nóng)業(yè)的國家，在中國當中農(nóng)業(yè)行業(yè)的發(fā)展狀況可以對整個社會經(jīng)濟造成嚴重的影響，所以為了將農(nóng)業(yè)行業(yè)的整體發(fā)展進行提升有關(guān)部門就將許多科學技術(shù)使用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)之中這其中無線傳感器（WSN）能夠全面的實現(xiàn)沒有中心節(jié)點模式的全分布性所需要求，并通過檢驗與實踐該系統(tǒng)自身擁有著靈活的擴展性、安裝便捷等長處，不僅可以在農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控工作中的需求還可以我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了非常大的便利。

1.分析無線傳感器在農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控當中的具體結(jié)構(gòu)

現(xiàn)如今無線傳感器的應(yīng)用已經(jīng)被融入進農(nóng)業(yè)環(huán)境的監(jiān)控之中，根據(jù)各類不同使用的場景以及場合，可能會出現(xiàn)某些差異性。但在本質(zhì)當中進行全面的分析能夠了解到，在固定的監(jiān)控檢驗部分以內(nèi)進行安插許多節(jié)點傳感器并對它們進行隨機排布，在能夠自身組織的前提之下才會產(chǎn)生與之相對應(yīng)的感知網(wǎng)絡(luò)。這個網(wǎng)絡(luò)里面的各個節(jié)點都是信息數(shù)據(jù)發(fā)送與收集的對象。除此之外，還能夠擁有正常信息類路由器的優(yōu)點。合理的運用傳感器中各個節(jié)點使用時的過程，在這期間所有獲得的信息資料以及數(shù)據(jù)都會通過許多節(jié)點之間跳轉(zhuǎn)的方法進行轉(zhuǎn)送，最后還會有固定的網(wǎng)絡(luò)接受。假如在用戶使用網(wǎng)絡(luò)的過程中出現(xiàn)與感知網(wǎng)絡(luò)兩者之間的距離過遠的問題時，為了可以使用戶在使用網(wǎng)絡(luò)過程中有效確保通信的質(zhì)量，并滿足用戶的需求就一定要使用廣域網(wǎng)來為網(wǎng)絡(luò)通信進行輔助，這樣不僅可以將所有網(wǎng)點進行連接還可以滿足用戶的使用需求。另外無線傳感器還可以對官網(wǎng)當中的感知、廣域兩種網(wǎng)絡(luò)之間起到一定程度的橋梁連接作用，在此基礎(chǔ)上還可以將傳感器所接受到的信息數(shù)據(jù)再次使用廣域網(wǎng)進行輸送傳導，這樣就可以將信息數(shù)據(jù)傳送到所有使用用戶的網(wǎng)絡(luò)管理點之中。除此之外在使用廣域網(wǎng)進行信息數(shù)據(jù)輸送傳導時通過個別相關(guān)的軟件或者是APP收到信息數(shù)據(jù)時，就可以將軟件或是APP當中所具有的專業(yè)系統(tǒng)與其進行相互綜合，這樣就可以形成一種新型智能的操作指令。而且為了能夠更加有效提升監(jiān)控系統(tǒng)當中的精度要求相關(guān)工作人員應(yīng)根據(jù)實際需求進行相互結(jié)合，并將進行監(jiān)控的部分劃分成多個區(qū)域分別監(jiān)控[1]。

2.無線傳感器應(yīng)用過程中存在的問題與發(fā)展方向分析

2.1無線傳感器節(jié)點的消耗問題與發(fā)展方向

就針對目前無線傳感器在農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控中的實際情況而言，無線傳感器自身具備較為獨特的輸出功率，同時無線傳感器的輸出功率較大，所以就會導致在實際輸出功率的過程中存在諸多問題，比如：CO2、徑流、莖稈直徑變化量、聲發(fā)射等無線傳感器；CO2型號的傳感器在通常的情況下不會使用5號的鋰電池以及堿性電池，同時在實際應(yīng)用的過程中相應(yīng)的技術(shù)人員在提供電能時主要是應(yīng)用太陽能與風能等進行電能提供，但這樣就會增加成本預(yù)算，對于實際應(yīng)用的過程中就會出現(xiàn)較為嚴重的問題。與此同時，部分無線傳感器的體積過于龐大，并不使用于農(nóng)業(yè)環(huán)境，使得無線傳感器不能為農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控工作提供幫助。所以在根據(jù)這類問題發(fā)生的同時就需要對其進行相應(yīng)的分析與研究，將無線傳感器的發(fā)展方向定位在：微型電子技術(shù)、無線傳感器技術(shù)等，從而可以為無線傳感器的發(fā)展、功能消耗以及實際應(yīng)用提供保障。伴隨著儲能技術(shù)在不斷的發(fā)展與提升的過程中，就需要新型的儲能電池擁有較長的使用壽命、較高的轉(zhuǎn)換率、較小的體積以及較高的容量等等。

2.2無線傳感器感知網(wǎng)絡(luò)功能性問題與發(fā)展防線

就針對目前在農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控中實際應(yīng)用的無線傳感器種類來說，其擁有的種類只有寥寥幾種，通常情況下都是在土場的空氣濕度、二氧化碳濃度、物體導電率以及照明度等等節(jié)點中實際應(yīng)用感知網(wǎng)絡(luò)，在實際應(yīng)用的過程中就可以觀察出利用感知網(wǎng)絡(luò)不僅可以獲得應(yīng)用區(qū)域內(nèi)的整體環(huán)境信息，還可以對環(huán)境信息進行收集與分析。與此同時，想要通過單一節(jié)點用作在整體感應(yīng)區(qū)域內(nèi)農(nóng)業(yè)與生產(chǎn)的環(huán)境數(shù)據(jù)信息以及其存在的困難等，就會導致不能夠用全面的提高監(jiān)控系統(tǒng)自身的精準度。除此之外，在針對無線傳感網(wǎng)絡(luò)自身設(shè)備以及農(nóng)業(yè)等，環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)中的技術(shù)的發(fā)展等，在對軟件、系統(tǒng)、數(shù)據(jù)、能量等各個環(huán)節(jié)當中也會存在一定的差距問題，從而導致感知網(wǎng)絡(luò)功能無法充分的發(fā)揮出其實質(zhì)性的租用。通過對無線傳感器感知網(wǎng)絡(luò)功能的研究分析表明，在中國感知網(wǎng)絡(luò)功能的發(fā)展大致分為三種發(fā)展方面：意識通過有效的萬嬋傳感器當中的獨特節(jié)點功能，實現(xiàn)對生物本身的生理狀態(tài)以及生長環(huán)境進行遠程控制以及監(jiān)測，有效的識別出其生物本身的所需水分匱乏等問題。而是伴隨我國現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展與提升，將文電子科技技術(shù)與鑲嵌式科技技術(shù)的不斷提高發(fā)展，需要充分的完善新型號無線傳感器本身的節(jié)點，以便可以免租對環(huán)境信息的監(jiān)測控制要求，三是可以通過無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷加強與數(shù)據(jù)的融合的不斷完善，全面的滿足高線能量管理這一制度，其所擁有的功能要全面完善后臺當中的管理軟件，使得設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)自動化和智能化水平進一步提升【2】。

3.無線傳感器在農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控

為了能夠更加有效的保證互相傳輸數(shù)據(jù)這一工作的正常進行，就需要通過區(qū)域網(wǎng)的方式對互相傳輸數(shù)據(jù)工作提供幫助，以便可以滿足各個網(wǎng)點的需求。對于無線傳感器的官網(wǎng)來說，在實際應(yīng)用的過程中可以將無線傳感器用作于感知網(wǎng)絡(luò)與區(qū)域網(wǎng)之間的相互連接，將其作為基本設(shè)施，再由相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)管理員接收傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，再通過廣域網(wǎng)進行輸送傳導，從而可以全面的實現(xiàn)在各個用戶管理節(jié)點之間的傳輸。與此同時，由于經(jīng)過相關(guān)上位機管理軟件接收到的傳感數(shù)據(jù)在實際位置的基礎(chǔ)上還可以結(jié)合本身擁有的軟件從而形成一道防火墻，其擁有較為智能的操作指令，并且可以利用網(wǎng)絡(luò)管理員將之間根據(jù)所需要求進行有效的改善，更加有效的滿足實際應(yīng)用的設(shè)施裝置，對其進行有效的控制。能夠全面的做到實時、操控、遠程精準化的自動監(jiān)控農(nóng)業(yè)設(shè)施環(huán)境，包括環(huán)境當中所擁有的CO2濃度、空氣溫度、濕度、土壤等各方面數(shù)據(jù)，為我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了非常大的便利。為了能夠更加有效提升監(jiān)控系統(tǒng)的精度要求，相關(guān)工作人員應(yīng)根據(jù)實際需求相結(jié)合，將監(jiān)控的區(qū)域劃分成多個區(qū)域，對各個區(qū)域進行監(jiān)控。在通常情況下，感知網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中多數(shù)采用分層節(jié)后的方式，這樣一來就可以將各個被檢測的區(qū)域稱作為簇，每個簇之間都會使用多個無線傳感器與其他簇之間進行連接。一般情況下簇首擁有著更加強大的計算能力、控制能力、儲存功能，在通過網(wǎng)絡(luò)管理員的國策和各種，就需要將簇所接收的數(shù)據(jù)信息進行保存，并將其車傳輸給相關(guān)部門。同時簇還擁有采集數(shù)據(jù)、特殊調(diào)節(jié)傳感器節(jié)點等功能。并且通過融合的方式進行處理之后再將數(shù)據(jù)傳輸回到網(wǎng)絡(luò)管理員，以便可以為相關(guān)部門的數(shù)據(jù)真實性提供相應(yīng)的保障。通過傳感器自身的各個節(jié)點來講，大多數(shù)都是通過單傳或多傳等方式全面的實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的發(fā)送。3.1需要在短時間內(nèi)研發(fā)出功率較小的無線傳感器。由于目前為止中國內(nèi)所應(yīng)用的無線傳感器的本身節(jié)點主要是針對的都是在土場的空氣濕度、二氧化碳濃度、物體導電率以及照明度等，這些節(jié)點所監(jiān)控檢測的信息資料不夠做到精準，其在實際應(yīng)用的過程中只能簡單的檢測到實際生物的生長環(huán)境以及生理狀態(tài)，并不能夠全面的掌握生物的全部信息。除此之外部分無線傳感器的功率較大，在實際應(yīng)用的過程中就需要大量的電壓來驅(qū)動，從而就會導致實際應(yīng)用過程中出現(xiàn)失誤。3.2WSN傳感器節(jié)點的定位問題與通信技術(shù)。在WSN實際工作的過程中，傳感器節(jié)點在定位時會出現(xiàn)較為嚴重的干擾情況，對于WSN的實際工作來說也會有著很大的影響，所以就需要針對傳感器節(jié)點定位問題進行分析，充分的運用科學的方式來定位傳感器節(jié)點，從而可以有效的控制工作中事故情況的發(fā)生；由于現(xiàn)代移動網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)在不斷的應(yīng)用，4G技術(shù)、5G技術(shù)不斷的在現(xiàn)代社會中應(yīng)用，4G技術(shù)與5G技術(shù)可以快速的將數(shù)據(jù)信息、短視頻、電子新聞等信息進行傳輸，合理的將4G技術(shù)與5G技術(shù)應(yīng)用在WSN系統(tǒng)中，可以有效的提高系統(tǒng)的實際工作質(zhì)量、傳輸信息的速度以及通話質(zhì)量等等。與此同時還可以將WSN與互聯(lián)網(wǎng)相互連接，從而可以為移動端的客戶提供更加方便快捷的幫助與服務(wù)[3]。

4.結(jié)語

綜上所述，由于我國對農(nóng)業(yè)行業(yè)的看重，使得農(nóng)業(yè)行業(yè)在發(fā)展的過程中我國為其研發(fā)很多相關(guān)的先進技術(shù)這其中就包括無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。而隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的誕生對農(nóng)業(yè)行業(yè)的發(fā)展起到很大程度的幫助作用，通過在農(nóng)業(yè)行業(yè)之中使用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，不僅可以將農(nóng)業(yè)環(huán)境中所有的信息數(shù)據(jù)進行實時的收集、處理并進行輸送傳導，還可以為我國農(nóng)業(yè)行業(yè)整體發(fā)展起到推動作用。另外無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以算是一種全新的通信模式，在這項技術(shù)在研發(fā)使用上還在初期起步的階段里，所以一定要對無線傳感器技術(shù)進行不斷的深入研究分析以此來提升對農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控工作的幫助程度。

參考文獻：

[1]夏建林.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2017(7):74-75.

作者：劉泉生 陸珊 單位：南寧學院