土壤水分傳感器的網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)

在干旱區(qū)旱情監(jiān)測(cè)和分析系統(tǒng)建設(shè)中，普遍應(yīng)用土壤水分傳感器作為土壤水分監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)值的獲取手段。通過(guò)土壤分層測(cè)點(diǎn)布設(shè)，在此基礎(chǔ)上研究墑情，揭示作物需水信息空間變異規(guī)律，建立水分虧缺診斷指標(biāo)體系，為建設(shè)干旱區(qū)灌溉工程提供服務(wù)。目前不少地區(qū)已經(jīng)提出了應(yīng)用需求。在土壤水分信息采集系統(tǒng)中，常規(guī)的方法是將土壤水分傳感器通過(guò)有線連接到采集終端，由終端統(tǒng)一采集多個(gè)土壤水分傳感器信息，再進(jìn)行處理和遠(yuǎn)傳。墑情監(jiān)測(cè)規(guī)范的基本要求是在監(jiān)測(cè)點(diǎn)按不同深度布設(shè) 3 支土壤水分傳感器。

近年來(lái)國(guó)內(nèi)許多單位研制了一些土壤水分在線監(jiān)測(cè)傳感儀器產(chǎn)品，國(guó)外也有進(jìn)口儀器產(chǎn)品，部分地區(qū)小規(guī)模建設(shè)了土壤墑情自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，但傳感器和監(jiān)測(cè)終端的連接均是有線埋設(shè)連接，國(guó)內(nèi)還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)土壤墑情傳感器的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)化。隨著體積更小、價(jià)格更低廉、功耗更低的網(wǎng)絡(luò)傳感器模式的出現(xiàn)，以及在軍事、安全保障、生態(tài)監(jiān)測(cè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、空間探索等領(lǐng)域的應(yīng)用，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)這種新的數(shù)據(jù)采集、處理技術(shù)正逐漸成為各科研單位和企業(yè)的研究熱點(diǎn)。

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的微型傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)無(wú)線通信方式形成的一個(gè)多跳的自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)有著一定的相似之處。在一個(gè)典型的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，傳感器節(jié)點(diǎn)不僅負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)采集和處理，還兼顧路由功能。但傳感器節(jié)點(diǎn)體積小、配件簡(jiǎn)單，會(huì)使得多跳通信隨著節(jié)點(diǎn)的增多趨于復(fù)雜。本文從土壤墑情監(jiān)測(cè)應(yīng)用的角度出發(fā)，謀求一種相對(duì)實(shí)用的無(wú)線解決方案。

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