無線傳感器網絡在溫室大棚中的應用研究

設施農業可有效提升農業生產的產量和質量，傳統的農業設施結構簡單，管理技術差，環境調控能力較弱。設施農業面積較大，安裝和維護測控設施的工作量較大，各個設施間多使用有線連接，線路分布復雜，信號傳輸可靠性差，維護困難。無線傳感網絡可滿足設施農業設備間的信息傳遞，用戶可實時監測所管理區域內的農作物生長信息，提升信息傳遞的效率，還避免了線路布設的繁瑣性和局限性。

1 無線傳感器網絡

無線傳感器網絡主要應用地面無線傳感器網絡和無線地下傳感器網絡，無線傳感器網絡主要包括傳感器節點、匯聚節點、用戶終端和無線網絡，傳感器節點無序地安置在需要監測區域，每個傳感器節點都具有數據采集功能，將信息傳輸給匯聚節點，匯聚節點無線連接到互聯網，將傳感器節點收集到的農業信息傳輸給用戶終端，實現終端和各個傳感器節點的通信，終端對信息進行統一的處理和分析，實現對一定范圍內的有效監測，為使用者提供準確的農業生產信息。其中無線網絡主要有ZigBee、Wi-Fi、藍牙和GPRS等。無線傳感網絡的傳感器節點安置較多，各節點協同工作，避免檢測盲區，檢測精度較高，而且在一個傳感器節點出現問題后，其他節點可對其負責區域進行監測，但無線傳感器網絡需要一個穩定的網絡，才能確保傳感器工作的順利進行。傳感器節點不使用線路連接，可隨意更換位置，滿足不同農業生產的需要，還能增加傳感器節點數量，便于擴大農業生產范圍。節點體積較小，積聚能量有限，存儲能力較小，所以在設計無線傳感器網絡時要合理安排能源的使用。

2 無線傳感器網絡在溫室中的應用

2.1 溫室環境監測

無線傳感器網絡實時監測溫室內的溫度、濕度、光照、土壤成分、土壤pH值、氣體濃度等，讓用戶及時了解農作物生長環境信息，農作物各個生長階段所需條件不同，用戶可根據農作物生長所需及時調整，為農作物提供良好的生長環境，促進農作物生長。有研究人員將風機、卷簾機、水泵等連入網絡，用戶可在終端遠程了解溫室內農作物的生長情況，并遠程改變溫室內的光照、溫度和濕度，促進農作物的生長。還有系統帶有語音警報功能，在溫室內的環境條件超出規定范圍時，進行語音預警，便于用戶發現，及時進行調控。

2.2 病蟲害防治

應控制好化肥和農藥的施用量，避免農藥殘留，提升化肥和農藥的利用效率，降低農業生產成本。減少農藥用量需做好病蟲害的防治工作，減少病蟲害的發生。蟲害聲音和活動會改變聲電信號，無線傳感器網絡可以采集到這些光電信號變化，監測到蟲害；無線傳感器網絡還具有采集圖像和視頻的功能，從而檢測出農作物是否有病蟲害發生；溫室中的溫度、濕度、光照、風速等都會影響農作物病蟲害的發生率，無線傳感器網絡監測這些數據，進行綜合分析，對病蟲害的發生進行預測。現有研究人員設計出了圖像采集傳感器節點和新的圖像壓縮方法，還有研究人員利用紅外感應技術設計出動態監測系統，可有效感知到蟲害的數量。這些先進的技術應用于溫室大棚中，便于用戶及時進行病蟲害防治，降低病蟲害導致的損失，減少農藥的施用量，提升農作物品質。