圖中電腦后即為WSN-CPI系統(tǒng)的WSN節(jié)點，配置有溫度傳感器、濕度傳感器、光照度傳感器、CO2傳感器和LVDT傳感器，可實時檢測溫室內(nèi)溫度、濕度、光照度、CO2濃度和植株莖直徑變化信息，所檢測的信息經(jīng)GPRS或CDMA網(wǎng)關傳輸至遠程服務器。具有控制功能的WSN節(jié)點，則可以通過驅(qū)動繼電器來驅(qū)動灌溉設備的直流電磁閥裝置，實現(xiàn)自動灌溉。 

　　電腦屏幕顯示的為WSN-CPI系統(tǒng)的系統(tǒng)及數(shù)據(jù)管理軟件。 

　　WSN節(jié)點 

　　通過觀測植物桿莖的粗細，我國科學家設計出無線傳感器網(wǎng)絡作物精量灌溉系統(tǒng)，可以根據(jù)作物需水信息適時、適量地進行科學灌溉，達到節(jié)水增產(chǎn)的目的。該系統(tǒng)具有能耗少、成本低廉、可靠性好、安裝與維護方便等優(yōu)點，并能實現(xiàn)對監(jiān)測區(qū)域的全覆蓋監(jiān)測。 

　　實施精量灌溉必須具備三個條件，即：掌握詳細的作物需水資料；運用先進的信息化技術(shù)；提供兩者相銜接的大量技術(shù)指標，并將這些指標轉(zhuǎn)化為遙感標識和模型。專家認為，作物水分狀況監(jiān)測是實施精量灌溉的基礎與保障。 

　　無線傳感器網(wǎng)絡（wireless sensor networks, WSN）具有無需布線、自組織、功耗低、成本低廉、即插即用、安裝與維護方便等優(yōu)點，可以有效解決已有各種精量灌溉自動控制系統(tǒng)的固有缺陷。 

　　我國科學家據(jù)此原理設計研發(fā)了可探測作物莖直徑微變化的WSN，并設計了基于WSN的作物精量灌溉系統(tǒng)（WSN-based crop precision irrigation system, WSN-CPI 系統(tǒng)）。 

　　由浙江林學院高峰副教授、浙江工業(yè)大學俞立教授領銜的研究團隊，采用WSN 技術(shù)，所設計的WSN-CPI系統(tǒng)具有如下基本功能： 

　　1）感知、采樣和存檔數(shù)據(jù)。采集到的數(shù)據(jù)需要存儲及有效的管理以便及時傳送到研究人員手中進行在線或離線的數(shù)據(jù)挖掘和分析。 

　　2）數(shù)據(jù)的訪問與控制。對監(jiān)控區(qū)域的數(shù)據(jù)訪問可分為現(xiàn)場和遠程兩種方式。在執(zhí)行初始化配置和現(xiàn)場維護任務時，需要對系統(tǒng)進行現(xiàn)場調(diào)試，研究人員可以在現(xiàn)場通過PDA 直接查詢WSN-CPI 系統(tǒng)中的一個傳感器、調(diào)整運行參數(shù)以及其他調(diào)試工作。在系統(tǒng)運行期間，除了安裝和移動節(jié)點外不需要到現(xiàn)場進行維護和管理，因此遠程控制站點必須能夠通過Internet/Intranet 對傳感器進行訪問和控制。 

　　3）節(jié)能操作。根據(jù)作物的生長周期，WSN-CPI 系統(tǒng)需要連續(xù)運行至少一個月以上。在此期間，監(jiān)測系統(tǒng)要在無人干預的條件下，依靠自身的電池工作，因此系統(tǒng)能夠在完成上面功能的基礎上，必須盡量保證每個操作的低能耗，以延長系統(tǒng)的生存時間。 

　　4）控制操作。具有簡單控制功能的無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點，采用電池供電，通過相關的電源處理可以控制不同中小功率的直流電磁閥（電動水動電磁閥、減壓閥、調(diào)壓閥、安全閥及流量控制閥等）。 

　　經(jīng)過研究人員初步試驗表明，所設計的WSN-CPI系統(tǒng)實現(xiàn)了預期目標，即： 

　　1）可實現(xiàn)信息采集節(jié)點的自動部署、自組織、多跳傳輸。 

　　
　　2）可以使人們在任何時間、地點，通過Internet/Intranet，獲取作物莖直徑變化信息，進而診斷作物水分狀況，并實現(xiàn)自動灌溉。 

　　國內(nèi)權(quán)威農(nóng)業(yè)專家認為，WSN-CPI 系統(tǒng)具有無需布線（僅在控制傳感器節(jié)點與直流電磁閥之間需要電纜連接）、能耗低、成本低廉、可靠性好、安裝與維護方便等優(yōu)點，并能實現(xiàn)對監(jiān)測區(qū)域的全覆蓋監(jiān)測。同時能很好地解決傳統(tǒng)灌溉自動控制系統(tǒng)的缺陷。WSN-CPI 系統(tǒng)經(jīng)進一步完善后可以應用于溫室、農(nóng)田、苗圃等區(qū)域。 

　　《農(nóng)業(yè)工程學報》在2008年第11期發(fā)表了高峰等人的這一研究成果，論文在中國科協(xié)舉辦的科技期刊與新聞媒體見面會上，得到與會專家的一致推薦。

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