特色农业中物联网技术的应用范文

1WSN应用现状

具体来说，首先，无线传感网中传感节点能量有限，能耗问题是物联网技术应用的核心问题，为满足运行时的低功耗，网络的拓扑结构，及路由的算法，对节点的能耗起着至关重要的作用。同时，在同样的监测面积里在保证通讯互联，对监测点全覆盖的条件下进行最少的传感器节点排布，这也是降低网络部署成本的基本要求。无线传感网也必须能保证实现各个节点互联互通，消除和修复网络覆盖空洞，使用合适的覆盖控制算法和节点调度算法在保证一定覆盖性的前提下使一些节点的传感模块策略性的休眠，对延长网络生存时间有重要意义。实现自动组网，完成数据的高效传输，这方面对无线传感网的拓扑控制算法及相关模型建立也是必须进行深入研究的。此外，由于环境影响和能量耗尽等情况，节点容易出现故障，这就使得传感网络往往是动态的。因此，传感器网络节点需要以自组织的方式工作，能够自己协调彼此的行为，无需固定的网络支持，在任何时候任何地方迅速展开并自动组网来提供监控监测。

2WSN应用研究难点

当前国内外的对物联网技术在农业上的应用研究遇到以下一些难点：第一，传感器成本及功能问题。为进行精细的监控，在农业环境中需要部署数量庞大的传感器，而开发和选取低成本传感器，丰富传感器的种类，在限定面积内最少部署节点，并去除冗余节点，都是降低成本的关键，也是物联网农业应用研究的难点。第二，无线传感网节点设备功耗问题。农业现场电源的供给一般比较困难，无线传感器网络中节能是首要考虑的问题。有效地延长无线传感器网络的生存时间，达到传感器节点的负载均衡是无线传感器网络路由协议的设计目标。第三，适应农业的无线传感网络构建的问题。寻求适合于当地农业环境的无线通信技术，研究合理的拓扑模型和路由算法，建立安全高效的数据通讯机制，对无线传感网进行优化，实现数据的高效传输。针对以上三个难点，研究无线传感网络拓扑控制、构建问题和相关模型算法起着关键作用，我们希望通过这些研究加强新疆特色精细农业技术的提升，促进农业中物联网技术的应用和发展。关于无线传感网的拓扑算法，国外有伊利诺斯大学的Narayanaswamy等人提出COMPOW算法，XingGL等人提出的CCP算法等。国内有尚凤军等人给出CHTD-M簇间多跳路由算法。林恺等提出的利用能量预测的分簇算法，张德干等人提出的不均匀成簇的无线传感网络拓扑动态加权演化模型。李云等提出的改进的最小能量通信网拓扑控制算法IMECN。目前现有的理论和算法主要偏重于理想状况下的纯理论研究，对于在新疆农业现场的实际应用，其网络拓扑环境可能受到田间环境的限制，如在特定的区域，如沟渠、水井等地方不能设置传感节点，特殊的气候环境下，由于外力的影响（如风吹、雨打等）而发生节点位置或工作状态的变化，因此当前的拓扑控制算法存在很多缺陷，很多仅具有理论意义，并没有在现场进行试验检测。同时，由于物联网技术的发展日新月异，无线传感网的通讯方式有很大的变化和发展，目前基于如Wifi、6LoWPAN和Zigbee等协议的无线传感网技术快速发展，这些网络在拓扑关系、路由效率，数据传输性能，能耗等方面相互关系及算法还需要进行深入研究。无线传感网的部署有两种策略，一种是大规模的随机部署，另一种是针对特定的用途进行计划部署，这些也要根据现场实际情况进行综合考虑，需要研究结合新疆特色农业现场使用的，并在吸收现有研究成果的拓扑控制算法及路由方式，并根据现场试验结果来验证算法，研究将发现更为高效的分布式分簇算法，最终发现安全高效的无线传感网模型算法和数据通讯机制，实现无线传感网满足低功耗、低成本、自动组网、高速率、鲁棒性的要求，并适用于新疆特色农业环境。应用前景方面，本项目的研究将解决在新疆特色农业环境下科学部署无线传感网络的问题，可实现网络完全覆盖条件下有效除去冗余节点，降低了无线传感器网络能量和成本，增加网络的生命周期，减少建设投入成本。

3研究意义

通过对基于物联网技术的WSN在新疆特色农业中的应用，可以对新疆地方农业生产提供有效信息化技术支撑，加强物联网技术的应用，提升农业科技化、现代化水平，实现农作物的精准化作业。并为农作物精准调控提供技术支持，达到增加农产品产量、改善品质、科学调节生长周期、提高农民经济效益的目的。通过无线传感网的科学有效部署，还可以比较方便地建立农业节水灌溉平台，有效实现对新疆水资源的严格管理，确保对“三条红线”政策的执行。

作者：胡春玲叶峰吴霞单位：石河子大学新疆维吾尔自治区风能研究新疆警官学院