摘 要:现代化农业开始注重引进自动化技术与智能化决策,而最佳选择就是无线传感器网络。将其应用到农业中,不仅能够提高农业生产效率与水平,还能够进一步促进农业实现智能化可持续发展。据此,本文主要对无线传感器网络在农业应用中的特点与前景进行了详细分析,以期能够为农业自动化发展提供更多帮助。
关键词:无线传感器网络 农业 特点 前景
一、无线传感器网络在农业应用中的特点
(一)智能决策能力
无线传感器网络具备一定的多跳性,在较大范围内,其使得网络整体能源效率得到了显著提升,进而延长了网络寿命。利用这一功能,多项传感器节点之间能够互相协作,然后再做出最终决策。
(二)动态拓扑配置
为了节约节点内部的电池电量,传感器节点在很多时候都属于睡眠状态。通过拓扑管理技术,传感器节点能够共同协作出睡眠决策。而想要最大程度上实现网络生命周期最大化,需要配置完善的网络动态拓扑,以此促使最小数量节点控制在活动模式。
(三)容错
合理布置无线传感器网络中最常见的问题就是节点容易出错。在此基础上,在计划外进行节点布置,极有可能会造成网络分区,进而对网络性能造成直接性影响。但是,在采取对策时,传感器节点能够以动态配置网络动态拓扑的方式进行自我组织。
(四)情境感知
以感知为载体获取的物理与环境等参数信息,传感器节点获取周围情境信息,而后传感器节点的决定都是以上下情境为基础的。
(五)可扩展性
一般情况下,不受无线传感器网络协议节点数量与大小的影响,协议可以在任何类型的网络中得以落实。此功能在最大特点就是扩展了无线传感器网络在各个领域中的应用于发展潜质。
(六)节点异质性
无线传感器网络一般会被认为是均匀传感器连接设备所构成,但是,实际上,设备在处理能力、计算能力、感测能力、移动能力等各个方面上都是异构的。
(七)恶劣环境下的通信故障容忍度
因为在开放式农业环境中的有效应用,无线传感器网络很容易受恶劣环境的影响。无线传感器网络协议中所包含的技术能够承担受环境变化所造成的网络通信故障。
(八)自動操作模式
无线传感器网络的主要特性就是自动操作模式与适应性。在农业中的应用,自动操作功能发挥着不可替代的重要作用,而且还可以实现简单化、先进化、自动化操作模式。
(九)信息安全性
无线传感器网络带有现场参数的原始信息,为了保证信息的安全性、可靠性,无线传感器网络提供了访问控制机制与异常检测,以此对未认证用户进行适度限制。
二、无线传感器网络在农业应用中的前景
(一)节水灌溉
由于我国水资源状况不容乐观,人均水资源占有量较低,而农业用水量占据了最大比例。为了确保农业用水不浪费,提高农业用水利用率,无线传感器网络应充分发挥作用,基于墒情监测系统,有效解决节水灌溉问题,系统能够就农作物类型,以及地区等进行农作物所需灌溉时间和水量分析、计算,进而实现节约用水的环保目标。
(二)水产养殖
水产养殖是农业的重要组成部分,水质与水产生长质量、产量息息相关。传统水产养殖方式就是渔民投入大量饲料,并使用有机肥,以此实现增产目标。但是,在发现水产发病的时候,在水体中投入杀虫药,往往会适得其反,其不仅会造成水体污染,还会直接阻碍水产正常生长,甚至还会导致水产大量死亡。所以,传统水产养殖方法并不适用,对此应根据实际情况,引进无线传感器网络,实时监测水体温度、PH值、溶解氧,并将所收集水体数据信息传输到网络中,为工作人员进行结果分析与解决问题提供有力帮助。
(三)温室环境
通过无线传感器网络对温室内部温度、空气湿度、阳光照射度、二氧化碳浓度、土壤水分含量等于农作物生产环境息息相关的信息进行全程监测,这是无线传感器网络在温室环境中应用的本质。另外,通过对比分析专家对农作物设计的信息和无线传感器网络监测的数据信息,适当调整农作物的生长环境,合理调节阳光、水利、肥料、气体等相关要素,促使其处于最佳状态,确保农作物处于最好的生长环境。
(四)家禽健康状况
现阶段,在畜牧业快速发展的趋势下,各种家禽流行病也开始不断衍生,给人们与社会带来了严重威胁。为了及时诊治患病的家禽,把经济损失降到最低,保证人们的身体健康,可以引用无线传感器网络,实时监测并预警家禽的健康状态相关数据信息。
结 语
总之,无线传感器网络是一种新型信息获取与处理技术,切实引用到农业领域,能够实现对农业的智能化感知、预警、分析与决策,从而促进农业产业的健康可持续发展。而且,无线传感器网络可以及时收集详细的节点农业信息,并快速、准确传输到基站,以促使农业信息的无线化传输。因此,在实际农业生产与管理中,应适当采取有效、科学的措施,把无线传感器网络应用到农业领域,推动科技兴农战略的贯彻落实。
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作者简介:冯文健( 1982-) ,男,广西容县人,高级工程师,研究方向:计算机应用;
谢永盛 通讯作者:谢永盛,男,系统集成项目管理工程师。
基金项目:2019年度校级教改课题“无线传感器网络在农业中的应用研究”,“2018年度广西高校中青年教师基础能力提升项目(无线传感器网络在农业中的应用)(2018KY0698)”阶段性研究成果之一。