無線傳感器網絡在設施農業中的應用進展

高 峰，盧尚瓊，徐青香，姜慶臣

（1.浙江農林大學 現代教育技術中心，浙江 臨安 311300；2.浙江農林大學 圖書館，浙江 臨安 311300）

設施農業的核心是對設施內部環境能夠有效調控，營造適于生物生長發育及農產品儲藏保鮮的最佳環境條件［1－4］。因此，研究、設計并開發設施農業環境監控系統具有重要的理論意義和應用價值。傳統設施農業環境監控系統主要采用有線通信技術（串行總線技術、現場總線技術等）進行通信。這種系統雖然具有設備互操作性好、抗干擾能力強等優點，但存在穩定性差、可靠性低、部署困難、擴展不靈活、安裝及運行維護成本高等不足［5-8］，從而極大地限制了其在設施農業領域中的推廣應用。無線傳感器網絡（wireless sensor networks，WSN）是一種無中心節點的全分布式系統。通過隨機投放的方式，眾多傳感器節點被密集部署于監控區域。各傳感器節點集成有傳感器模塊、控制器模塊、通信模塊和電源模塊等，它們以無線通信方式，通過分層的網絡通信協議和分布式算法，可自組織地快速構建網絡系統，傳感器節點間具有良好的協作能力；借助于其集成的形式多樣的傳感器，傳感器節點可探測包括溫度、濕度、噪聲、光照度、壓力、移動物體的大小、速度與方向等諸多人們感興趣的物理現象；通過網關，無線傳感器網絡可以接入Internet/Intranet，從而將采集到的信息回傳給遠程的終端用戶。這些特性使得無線傳感器網絡的應用范圍非常廣泛，遍及國防軍事、環境監測、城市管理、太空探索、醫療衛生、智能樓宇、交通運輸、災難預警與救助、倉儲/物流管理等諸多領域［9－12］。在設施農業領域，也有著得天獨厚的優勢［5－8，13］：基于無線傳感器網絡的設施農業環境監控系統具有精度高、能耗小、經濟性好、安裝方便、擴展靈活、穩定性與可靠性強等優點，可以有效克服傳統設施農業環境監控系統的各種缺陷，實現設施環境（空氣溫度、空氣濕度、光照度、二氧化碳濃度、土壤溫度、土壤濕度、土壤電導率等）的實時、精確、遠程和自動監控，滿足設施農業的應用需求。因此，國內外眾多大學和研究機構對它產生了極其濃厚的興趣，越來越多的科學家和學者紛紛加入到該研究行列，研究成果日益豐富。筆者對無線傳感器網絡在設施農業中的應用進展進行綜述，主要內容有：提出了基于無線傳感器網絡的設施農業環境監控系統的基本結構，對國內外具有代表性的相關研究成果進行了評述，對存在的主要問題進行了剖析，提出了解決問題的基本思路。

1 基于無線傳感器網絡的設施農業環境監控系統的體系結構

雖然針對具體應用，可能為基于無線傳感器網絡的設施農業環境監控系統設計特定的體系結構，但在本質上，基于無線傳感器網絡的設施農業環境監控系統通常具有如圖1所示的結構［5－8，13－14］。

圖1 基于無線傳感器網絡的設施農業環境監控系統的基本結構Figure 1 Basic structure of WSN-based monitoring system for facility agriculture environment

其典型工作方式為：大量傳感器節點隨機布設在監測區域內，節點之間通過自組織的方式快速形成一個感知網絡（即WSN）。在感知網絡內部，每個傳感器節點既是信息的采集者和發送者，又是信息的路由者。傳感器節點所探測到的信息（傳感數據），以多跳中繼的方式，將其傳送給網關。當感知網絡與管理及用戶網絡距離較遠時，為了實現它們之間的相互通信，通常需要借助廣域網（如Internet、全球通、衛星網等）進行互聯。網關充當感知網絡與廣域網之間通信的橋梁。這樣，當傳感數據傳送到網關后，網關將傳感數據經廣域網傳送給用戶所在的任務管理節點。任務管理節點中運行著上位機管理軟件，在接收到傳感數據后，上位機管理軟件的專家系統模塊結合接收到的傳感數據、各類知識庫，形成控制決策（控制指令），并通過網關將控制指令發送給相應的執行機構，控制與其相連的各種物理裝置，實現設施環境的精確控制。

為提高監控系統的測控精度，往往需要將監控區域劃分成若干子區域，實行分區域控制。因此，感知網絡的體系結構采用分層分簇結構，如圖2所示。每個監測子區域形成一個簇，每個簇由一個簇首、若干傳感器節點和若干執行機構組成。簇首是一種特殊的傳感器節點，它通常比傳感器節點具有更強的計算與存儲能力；傳感器節點周期性地采集監測子區域內的信息并發送給簇首；簇首對本簇內傳感器節點采集的數據（稱為簇內數據）進行融合后，將簇數據發送給網關；簇首接收來自網關的各種控制指令，并轉發給相應的執行機構；執行機構接收到控制指令后，驅動與其相連的物理裝置，如加熱器、噴頭閥門開關等。傳感器節點采用單跳/多跳方式向簇首發送傳感數據；簇首也通過單跳/多跳方式向傳感器節點和執行機構發送相關指令。

圖2 感知網絡的體系結構Figure 2 Architecture of sensor networks

2 基于無線傳感器網絡的設施農業環境監控系統的進展情況

無線傳感器網絡在設施農業領域的應用研究始于21世紀初葉。2002年，英特爾公司率先在俄勒岡州建立了世界上第一個無線葡萄園［14］。傳感器節點被分布在葡萄園的每個角落，1 min檢測1次土壤溫度、濕度或該區域有害物的數量，以確保葡萄可以健康生長。研究人員發現，葡萄園氣候的細微變化可極大地影響葡萄酒的質量。通過長年的數據記錄以及相關分析，便能精確的掌握葡萄酒的質地與葡萄生長過程中的日照、溫度、濕度的確切關系。該方案所使用的節點為美國Crossbow公司的Mote系列節點MICA2和MTS300CA。

此后，國內外眾多研究人員開展相關研究，并取得一些成果，典型案例包括：Digital Sun公司開發的自動灑水系統使用無線傳感器感應土壤的水分，并在必要時與接收器通信，控制灌溉系統的閥門打開或關閉，從而達到自動、節水灌溉的目的［15］。在該方案中，為了維護系統運作的流暢，資料收集器會發出信號自動檢測灑水線路是否中斷，或檢測是否有灑水噴頭堵塞等情形，并在適當的時候發出警告聲，以便通知相關管理者進行適當的維修。Butler等［16］應用無線傳感器網絡實現了一個電子籬笆，其傳感器節點由個人數字信息處理（personal digital assistant，PDA）模塊、全球衛星定位系統（global positioning system，GPS）模塊、無線保真（wireless fidelity，WiFi）模塊、揚聲器和一些連接電纜等組成，被設計成項圈形狀，可以佩戴在牲畜脖子上。牧群中傳感器節點構成多跳ad hoc網絡，將牲畜運動信息實時轉發給基站（膝上型電腦）。基站接收到牲畜的運動信息后，調用虛擬籬笆算法動態修訂電子籬笆的邊界，并將電子籬笆的坐標實時傳送給傳感器節點。當佩戴傳感器節點的牲畜試圖跨越電子籬笆時，揚聲器發出警報來控制該牲畜的行為。該系統可以實現無人放牧，節約飼育場安裝和移動物理籬笆所產生的開銷，提高飼育場的使用率。Riem-Vis［17］設計的商用Securifood系統，用于實現新鮮食品低溫運輸系統的溫度監控。該系統主要由傳感器節點、中繼設備、訪問盒和數據倉庫組成。傳感器節點傳輸產品信息和收集溫度數據。中繼設備收集并存儲來自傳感器節點的溫度數據。眾多中繼設備構成多跳ad hoc網絡。訪問盒是一個嵌入式Linux裝置，它充當由中繼設備構成的網絡與Internet之間的網關。每個生產地部署一個訪問盒。Internet主機上的數據倉庫擔當中央服務器，收集、存儲并管理來自各訪問盒的數據。用戶通過Internet可以訪問該數據倉庫。Wark等［18］開展了無線傳感器網絡在家畜飼養業中的應用研究，其目的是應用適當的激勵來防止兩頭牛之間的戰斗。為此，作者設計并實現了基于狀態機機制的動物狀態估計算法，執行機構根據某動物相對于其他動物的狀態來執行相關任務。系統采用了移動式傳感器節點和執行機構。López Riquelme等［13］在木爾西亞（Murcia）半干旱地區的一個生態園藝企業中設計并部署了一個試驗性無線傳感器網絡系統。該系統使用了4類節點，即土壤傳感器節點、環境傳感器節點、水傳感器節點和網關。土壤傳感器節點能夠測量各種土壤特性，例如溫度、容積含水率和鹽度等；環境傳感器節點能夠測量環境溫度和環境濕度；水傳感器節點部署在池塘邊，用于測量灌溉用水的水體鹽度和水體溫度，以監控灌溉用水的品質。此外，系統還包括一個實時監控應用軟件，運行在農場中央辦公室的上位機上。

在國家發展和改革委員會的支持下，中國科學技術大學、中國科學院計算技術研究所和國家水利部淮河水資源保護局合作設計了無線傳感網絡精準農業監測系統［14］。該系統在位于蚌埠市的安徽省農業科技示范園區獲得初步應用。20多個節點被均勻地布置在面積大約為1 200 m2的花卉大棚內。節點類型包括土壤溫度傳感器、土壤濕度傳感器和光照傳感器等。當系統運行時，每個傳感器節點將附近的環境信息和自身的狀態信息經過自組織多跳路由傳遞給基站，然后通過本地服務器上的數據獲取程序將數據傳輸到遠程服務器上。

浙江農林大學、浙江工業大學、上海淮智信息技術有限公司合作設計了基于無線傳感器網絡的設施農業環境自動監控系統，即WSN-FAEAM系統［6－8，14］。它主要由傳感器節點、執行機構、網關和上位機管理軟件組成。傳感器節點有7類，即環境溫度節點、環境濕度節點、土壤溫度節點、土壤濕度節點、土壤電導率節點、光照度節點、二氧化碳濃度節點等。傳感器節點和執行機構符合IEEE Std 1451.0TM-2007和IEEE Std 1451.5TM-2007標準，具有即插即用、熱插拔和自動校正功能；網關集成了通用分組無線服務（general packet radio service，GPRS），無線保真（wireless fidelity，WiFi），全球通（global system for mobile，GSM），射頻識別（radio frequency indentification，RFID）等擴展模塊，集成了以太網接口、串行接口等，集成了IEEE 802.15.4/ZigBee協議棧、精簡傳輸控制協議/互聯網絡協議（TCP/IP）棧和虛擬互聯網絡協議（IP）橋，實現了無線傳感器網絡與主干網（全球通、Internet和衛星網絡等）之間的透明互聯；上位機管理軟件實現了傳感數據的數據融合機制，所有人機接口采用友好的圖形化界面設計，能夠直觀地動態顯示無線傳感器網絡的拓撲結構并實時監測WSN-FAEAM系統的運行狀態，能夠直觀地對各種傳感數據和系統數據進行有效組織和管理。該系統可以應用于大田、溫室、苗圃等區域，實現設施農業環境的遠程、實時、自動監控。

總體上看，上述案例或成果具有里程碑的意義，它們為無線傳感器網絡在設施農業領域的應用做出了前瞻性和探索性研究，并為后續開展相關研究積累了豐厚的技術儲備和寶貴經驗。在這些典型案例的示范作用下，越來越多的研究人員加入到相關研究行列，使得無線傳感器網絡在設施農業領域的應用成果日益豐富起來。表1列舉了近年來公開報道的部分應用研究成果。

3 存在的主要問題及未來努力方向

3.1 感知網絡的功能性問題及努力方向

目前，各類基于無線傳感器網絡的設施農業環境監控系統，其傳感器種類有限，主要集中在空氣溫度節點、空氣濕度節點、土壤溫度節點、土壤濕度節點、土壤電導率節點、光照度節點、二氧化碳濃度節點、水體溫度節點、水體電導率節點等，通過這些傳感器節點，感知網絡只能感知生物生長的部分環境信息，不能感知生物生長所需的全部環境信息，難以進一步提高監控系統的精度。此外，現有基于無線傳感器網絡的設施農業環境監控系統在數據融合、能量管理及后臺管理軟件等方面，亦存在嚴重不足，直接影響了感知網絡的相關性能。

今后的努力方向是：隨著嵌入式技術、微電子技術和傳感器技術等的不斷發展，研制新型傳感器節點，豐富傳感器節點的種類，實現更多類型環境信息的自動測控；研制相關傳感器節點，實現對生物生理指標（如作物的細胞液濃度、作物的葉片含水量、作物的葉溫等）的實時、遠程、自動測控，進而直接診斷作物的水分匱缺情況。同時，建立安全高效的無線傳感器網絡數據融合機制，建立安全高效的能量管理機制，開發安全高效的后臺管理軟件，等等。這樣，可以有效提高設施農業環境監控系統的自動化、智能化程度，同時有效提高設施農業環境測控系統的精度。

3.2 傳感器的即插即用問題及努力方向

隨著設施農業環境監控系統自動化、智能化程度的不斷提高，所需傳感器節點的種類將會越來越多。傳感器節點通常集成有傳感器、處理器、無線通信、電源等主要功能模塊。由于目前總線的種類繁多，每種總線的應用范圍各不相同，彼此之間的兼容性與互操作性極差，導致各個傳感器制造廠商往往只生產滿足特定總線接口的傳感器，由此帶來嚴重的傳感器與通信網絡之間的兼容性和互操作性問題，無法實現傳感器的即插即用和熱插拔功能。對于執行機構，也面臨同樣的問題。目前，這個問題已經成為阻礙基于無線傳感器網絡的設施農業環境監控系統應用推廣的主要因素。

表1 基于無線傳感器網絡的設施農業環境監控系統的一些案例Table 1 Some cases of WSN-based monitoring system for facility agriculture environment

今后的努力方向是：遵循IEEE Std 1451.0TM-2007和IEEE Std 1451.5TM-2007標準，設計傳感器節點和執行機構。文獻［14］對此已經進行了有益嘗試，但是所取得的結果還是比較初步的，在穩定性、可靠性、經濟性等方面目前還難以完全滿足設施農業生產的應用需求。需要對文獻［14］提出的基于IEEE 1451標準的傳感器節點和執行機構設計方案進行優化和改進。

3.3 無線傳感器網絡與廣域網的互連問題及努力方向

這個問題的基本涵義是：①在設施農業應用中，用戶往往需要通過Internet等來訪問監控系統的各種傳感數據和系統數據，并對部署在監測區域的特定節點進行操作，因此需要實現無線傳感器網絡與主干網之間的透明互聯。②獨立組網是無線傳感器網絡初期的一種組網方式，出于對傳輸可靠性、傳輸時延等因素的考慮，單一無線傳感器網絡的規模不可能太大，一般僅限于局域網的層次。為了實現無線傳感器網絡的大規模組網以及不同感知子網絡之間的互聯互通，必需實現無線傳感器網絡與廣域網之間的透明互聯。上述任務理所當然由網關（或稱為匯聚節點）來完成。現有的網關設計與實現方案雖然在一定程度上實現了上述功能，但是還遠遠不能滿足將來設施農業的應用需求，特別地，現有網關難以滿足無線傳感器網絡的大規模組網的應用需求。

今后的努力方向是：結合應用需求和相關技術的發展趨勢，研制監控系統的網關，實現無線傳感器網絡與廣域網之間的透明互聯。目前，實現網關的主流技術大體上可以分為4類，即協議轉換方式、協議承載方式、虛擬互聯網絡協議（IP）橋方式以及全IP方式［14，30-33］。文獻［14］對4類網關實現技術進行了分析比較，認為只有虛擬IP橋方式是切實可行的。但是文獻［14］提出的基于虛擬IP橋的網關設計方案是非常初步的，難以滿足未來設施農業生產實踐的需求。需要對文獻［14］提出的網關設計方案進行優化和改進。特別地，鑒于TCP/IP協議的廣泛成功應用已經使其成為當前有線網絡事實上的協議標準，并且其應用范圍正逐步向無線領域拓展，因此，未來可以重點關注無線傳感器網絡與互聯網絡協議網絡的互聯與融合問題，尤其是無線傳感器網絡與IPv6網絡的互聯與融合問題。

3.4 上位機軟件的功能性問題及努力方向

現有各類上位機軟件雖然能夠滿足對傳感數據和系統數據進行組織和管理的基本要求，但是功能比較單一，數據處理、數據分析與數據挖掘的能力弱，基本上沒有實現數據校正、數據融合和決策分析等功能，難以滿足設施農業生產的實際需求。

今后的努力方向是：在現有工作基礎上，進一步優化上位機軟件設計方案，充分利用先進的數據庫技術、智能控制技術、數據融合技術、校正補償技術、軟件工程技術、計算機網絡技術等，實現上位機軟件友好的人機接口，使得上位機軟件具有如下基本功能：能夠直觀地動態顯示無線傳感器網絡的拓撲結構并實時監測基于無線傳感器網絡的設施農業環境監控系統的運行狀態；能夠直觀地對各種傳感數據和系統數據進行有效組織和管理；能夠便捷地實現感知子網絡之間傳感信息的高度共享，能夠便捷地實現傳感信息的廣域網共享。此外，上位機軟件必須實現高度的智能，使之能夠精確地運用各種專家知識進行決策分析并計算控制指令，實現設施環境的精確控制，滿足工廠化設施農業的應用需求。

3.5 傳感器節點的功耗問題及努力方向

目前，某些傳感器，例如二氧化碳傳感器、聲發射傳感器、莖流傳感器、莖桿直徑變化量傳感器等，其工作功率較大，使得對應的傳感器節點不太適合使用5號電池或鋰電池提供電能，需使用太陽能電池或市電為之提供電能，這將直接導致相應傳感器節點的體積過大和成本過高，從而限制無線傳感器網絡在設施農業領域的應用。

今后的努力方向是：①促進微電子技術和傳感器技術的進步，研制低功耗傳感器。②促進儲能技術的進步，研制容量大、體積小、能量儲存和轉換效率高、壽命長的新型儲能電池。特別地，研制具有自充電功能的生物電池，具有廣闊的應用和產業化前景。③探索無線傳感器網絡與各種傳統遠程環境數據采集終端協同工作的模式，實現兩者之間的優勢互補。

3.6 監控系統的安全性問題及努力方向

迄今為止，所設計的各類基于無線傳感器網絡的設施農業環境監控系統，都沒有涉及系統的安全性問題。換言之，現有各類基于無線傳感器網絡的設施農業環境監控系統是一個非常不安全的系統，容易遭受各種攻擊。在實際應用于生產實踐之前，這是必須解決的問題。

今后的努力方向是：針對無線傳感器網絡具有通信能力、電源能量、計算速度、存儲空間受限和傳感器節點配置密集、網絡拓撲結構靈活多變等特點，為基于無線傳感器網絡的設施農業環境監控系統設計并部署輕量級安全機制，實現監控系統的安全通信。這是未來無線傳感器網絡技術的一個研究前沿和研究熱點問題。

4 結束語

在進行深入研究的基礎上，對基于無線傳感器網絡的設施農業環境監控系統研究進展進行了評述。首先，對各種形式各異的基于無線傳感器網絡的設施農業環境監控系統的體系結構進行了分析，在此基礎上，對其進行高度抽象，提出了基于無線傳感器網絡的設施農業環境監控系統的通用體系結構，它由感知網絡、網關、主干網和用戶網絡等組成。感知網絡由部署在監控區域的傳感器節點和執行機構以無線ad hoc方式構成。根據應用需要，感知網絡可能采用分層分簇的體系結構。其次，對現有相關應用研究成果中的典型案例進行了詳細的評述。最后，指出了現有基于無線傳感器網絡的設施農業環境監控系統的不足，同時提出了具體的解決方案，指出了未來的努力方向。論文對開展無線傳感器網絡在設施農業領域的應用研究具有指導意義。

［1］徐希春，初江，高曉惠.設施農業的發展分析［J］.農機化研究，2008（8）：237-240.XU Xichun，Chu Jiang，GAO Xiaohui.The development analysis of agricultural facilities ［J］.J Agric Mech Res，2008（8）：237-240.

［2］梁竹君，武麗.環境監控技術在設施農業中的應用［J］.安徽農業科學，2009，37（16）：7672-7673，7753.LIANG Zhujun，WU Li.Application of the environmental monitoring technology in the protected agriculture ［J］.J Anhui A-gric Sci，2009，37（16）：7672-7673，7753.

［3］趙金才.測控裝置在設施農業中的應用分析［J］.安徽農業科學，2009，37（11）：5127-5128，5206.ZHAO Jincai.Application analysis of measurement device in facility agriculture ［J］.J Anhui Agric Sci，2009，37（11）：5127-5128，5206.

［4］高峰，俞立，盧尚瓊，等.國外設施農業的現狀及發展趨勢［J］.浙江林學院學報，2009，26（2）：279-285.GAO Feng，YU Li，LU Shangqiong，et al.Status quo and development trend of facility agriculture in foreign countries［J］.J Zhejiang For Coll，2009，26（2）：279-285.

［5］高峰，俞立，張文安，等.現代通信技術在設施農業中的應用綜述［J］.浙江林學院學報，2009，26（5）：742-749.GAO Feng，YU Li，ZHANG Wenan，et al.Review of modern communication technology and its application to facility agriculture ［J］.J Zhejiang For Coll，2009，26（5）：742-749.

［6］高峰，俞立，張文安，等.基于作物水分脅迫聲發射技術的無線傳感器網絡精量灌溉系統的初步研究［J］.農業工程學報，2008，24（1）：60-63.GAO Feng，YU Li，ZHANG Wenan，et al.Preliminary study on precision irrigation system based on wireless sensor networks of acoustic emission technique for crop water stress ［J］.Trans CSAE，2008，24（1）：60-63.

［7］高峰，俞立，張文安，等.基于莖直徑變化的無線傳感器網絡作物精量灌溉系統 ［J］.農業工程學報，2008，24（11）：7-12.GAO Feng，YU Li，ZHANG Wenan，et al.Preliminary study on crop precision irrigation system based on wireless sensor networks for stem diameter microvariation ［J］.Trans CSAE，2008，24（11）：7-12.

［8］高峰，俞立，張文安，等.基于無線傳感器網絡的作物水分狀況監測系統研究與設計［J］.農業工程學報，2009，25（2）：107-112.GAO Feng，YU Li，ZHANG Wenan，et al.Research and design of crop water status monitoring system based on wireless sensor networks ［J］.Trans CSAE，2009，25（2）：107-112.

［9］ BARONTI P，PILLAI P，CHOOK V W C，et al.Wireless sensor networks：a survey on the state of the art and the 802.15.4 and ZigBee standards ［J］.Comput Commun，2007，30（7）：1655-1695.

［10］ GARCíA-HERNáNDEZ C F，IBARGüENGOYTIA-GONZáLEZ P H，GARCíA-HERNáNDEZ J，et al.Wireless sensor networks and applications：a survey ［J］.Int J Comput Sci Network Secu，2007，7（3）：264-273.

［11］ YICK J，MUKHERJEE B，GHOSAL D.Wireless sensor network survey ［J］.Comput Networks，2008，52（12）：2292-2330.

［12］ FLAMMINI A，FERRARI P，MARIOLI D，et al.Wired and wireless sensor networks for industrial applications ［J］.Microelectron J，2009，40（9）：1322-1336.

［13］ LóPEZ RIQUELME J A，SOTO F，SUARDíAZ J，et al.Wireless sensor networks for precision horticulture in southern Spain ［J］.Comput Electron Agric，2009，68（1）：25-35.

［14］ R?MER K，MATTERN F.The Design space of wireless sensor networks ［J］.IEEE Wireless Commun，2004，11（6）：54-61.

［15］高峰.基于無線傳感器網絡的設施農業環境自動監控系統研究［D］.杭州：浙江工業大學，2009.GAO Feng.Research on the Automatic Monitoring System Based on Wireless Sensor Networks for Facility Agriculture Environment［D］.Hangzhou：Zhejiang University of Technology，2009.

［16］ BUTLER Z，CORKE P，PETERSON R，et al.Networked Cows：Virtual Fences for Controlling Cows ［EB/OL］.［2009-11-15］.http：//cmc.cs.dartmouth.edu/cmc/papers/butler：virtualfence2.pdf.

［17］ RIEM-VIS R.Cold Chain Management Using an Ultra Low Power Wireless Sensor Network ［EB/OL］.［2009-11-15］.http：//www2.unine.ch/webdav/site/esplab/shared/documents/conferences/wames2005_rrv_cold_chain.pdf.

［18］ WARK T，CROSSMAN C，HU W，et al.The design and evaluation of a mobile sensor/actuator network for autonomous animal control［M］//IPSN.Proceedings of the 6th International Conference on Information Processing in Sensor Networks.Cambridge：ISPN，2007：206-215.

［19］包長春，李志紅，張立山，等.基于ZigBee技術的糧庫監測系統設計［J］.農業工程學報，2009，25（9）：197-201.BAO Changchun，LI Zhihong，ZHANG Lishan，et al.Design of monitoring system for grain depot based on ZigBee technology ［J］.Trans CSAE，2009，25（9）：197-201.

［20］韓華峰，杜克明，孫忠富，等.基于ZigBee網絡的溫室環境遠程監控系統設計與應用［J］.農業工程學報，2009，25（7）：158-163.HAN Huafeng，DU Keming，SUN Zhongfu，et al.Design and application of ZigBee based telemonitoring system for greenhouse environment data acquisition ［J］.Trans CSAE，2009，25（7）：158-163.

［21］劉卉，汪懋華，王躍宣，等.基于無線傳感器網絡的農田土壤溫濕度監測系統的設計與開發 ［J］.吉林大學學報：工學版，2008，38（3）：604-608.LIU Hui，WANG Maohua，WANG Yuexuan，et al.Development of Farmland soil moisture and temperature monitoring system based on wireless sensor network ［J］.J Jilin Univ Eng Technol Ed，2008，38（3）：604-608.

［22］蔡義華，劉剛，李莉，等.基于無線傳感器網絡的農田信息采集節點設計與試驗［J］.農業工程學報，2009，25（4）：176-178.CAI Yihua，LIU Gang，LI Li，et al.Design and test of nodes for farmland data acquisition based on wireless sensor network ［J］.Trans CSAE，2009，25（4）：176-178.

［23］王益祥，吳林，段俊麗.基于無線傳感器網絡的微灌監控系統研究［J］.測控技術，2009，28（3）：64-67.WANG Yixiang，WU Lin，DUAN Junli.Monitoring system of micro-irrigation based on wireless sensor network ［J］.Meas&Control Technol，2009，28（3）：64-67.

［24］張保華，李士寧，滕文星，等.基于無線傳感器網絡的溫室測控系統研究設計 ［J］.微電子學與計算機，2008，25（5）：154-157.ZHANG Baohua，LI Shining，TENG Wenxing，et al.Development and design of greenhouse testing and control system based on wireless sensor networks ［J］.Microelectron&Comput，2008，25（5）：154-157.

［25］李棟.基于無線傳感器網絡的溫室監測系統的設計與研究［D］.無錫：江南大學，2008.LI Dong.Greenhouse Surveillance System based on Wireless Sensor Networks ［D］.Wuxi：Jiangnan University，2008.

［26］羅海勇，李錦濤，趙方，等.溫室無線測控網絡信息采集分系統設計研究［J］.微電子學與計算機，2007，24（10）：1-4，7.LUO Haiyong，LI Jintao，ZHAO Fang，et al.Research and design of intelligent greenhouse monitoring and controlling system based on wireless sensor network ［J］.Microelectron&Comput，2007，24（10）：1-4，7.

［27］張偉，何勇，裘正軍，等.基于無線傳感網絡與模糊控制的精細灌溉系統設計［J］.農業工程學報，2009，25（增刊 2）：7-12.ZHANG Wei，HE Yong，QIU Zhengjun，et al.Design of Precision irrigation system based on wireless sensor network and fuzzy control［J］.Trans CSAE，2009，25（supp 2）：7-12.

［28］梁玉芬.無線傳感器網絡農業遠程監控系統的設計與實現［D］.北京：北京交通大學，2007.LIANG Yufen.Design and Implementation of the Agriculture Remote Monitoring System Based on Wireless Sensor Network ［D］.Beijing：Beijing Jiaotong University，2007.

［29］董方武，詹重詠，應玉龍，等.無線傳感器網絡在淡水養殖溶氧濃度自動監控中的應用［J］.安徽農業科學，2008，36（32）：14345-14347.DONG Fangwu，ZHAN Chongyong，YING Yulong，et al.Application of wireless sensor networks in dissolved oxygen concentration of freshwater aquaculture automatic monitoring system ［J］.J Anhui Agric Sci，2008，36（32）：14345-14347.

［30］ SHU Lei，XU Hui，WU Xiaoling，et al.VIP bridge：integrating several sensor networks into one virtual sensor network［M］//ICISP.Internet Surveillance and Protection 2006.Atlanta：ICISP，2006：2.

［31］ SHU Lei，WU Xiaoling，XU Hhi，et al.Connecting heterogeneous sensor networks with ip based wire/wireless networks［M］//SEUS-WCCIA.Proceedings of the Fourth IEEE Workshop on Software Technologies for Future Embedded and U-biquitous Systems，and the Second International Workshop on Collaborative Computing，Integration and Assurance.Gyeongju：SEUS-WCCIA，2006：127-132.

［32］ HAN Guangjie，MA Maode.Connecting sensor networks with IP using a configurable tiny TCP/IP protocol stack ［M］//ICISS.6th International Conference on Information，Communications&Signal Processing.Singapore：ICISS，2007：1-5.

［33］ SHU Lei，CHO Jinsung，LEE Sungyoung，et al.VIP bridge：leading ubiquitous sensor networks to the next generation［J］.J Internet Technol，2007，8（3）：1-13.