圖中電腦后即為WSN-CPI系統(tǒng)的WSN節(jié)點(diǎn)，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(shí)時(shí)檢測(cè)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(cè)的信息經(jīng)GPRS或CDMA網(wǎng)關(guān)傳輸至遠(yuǎn)程服務(wù)器。具有控制功能的WSN節(jié)點(diǎn)，則可以通過驅(qū)動(dòng)繼電器來驅(qū)動(dòng)灌溉設(shè)備的直流電磁閥裝置，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(diǎn) 

　　通過觀測(cè)植物桿莖的粗細(xì)，我國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)出無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作物精量灌溉系統(tǒng)，可以根據(jù)作物需水信息適時(shí)、適量地進(jìn)行科學(xué)灌溉，達(dá)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(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，并能實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域的全覆蓋監(jiān)測(cè)。 

　　實(shí)施精量灌溉必須具備三個(gè)條件，即：掌握詳細(xì)的作物需水資料；運(yùn)用先進(jìn)的信息化技術(shù)；提供兩者相銜接的大量技術(shù)指標(biāo)，并將這些指標(biāo)轉(zhuǎn)化為遙感標(biāo)識(shí)和模型。專家認(rèn)為，作物水分狀況監(jiān)測(cè)是實(shí)施精量灌溉的基礎(chǔ)與保障。 

　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（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(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，可以有效解決已有各種精量灌溉自動(dòng)控制系統(tǒng)的固有缺陷。 

　　我國(guó)科學(xué)家據(jù)此原理設(shè)計(jì)研發(fā)了可探測(cè)作物莖直徑微變化的WSN，并設(shè)計(jì)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(xué)院高峰副教授、浙江工業(yè)大學(xué)俞立教授領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊(duì)，采用WSN 技術(shù)，所設(shè)計(jì)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(chǔ)及有效的管理以便及時(shí)傳送到研究人員手中進(jìn)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(duì)監(jiān)控區(qū)域的數(shù)據(jù)訪問可分為現(xiàn)場(chǎng)和遠(yuǎn)程兩種方式。在執(zhí)行初始化配置和現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)任務(wù)時(shí)，需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，研究人員可以在現(xiàn)場(chǎng)通過PDA 直接查詢WSN-CPI 系統(tǒng)中的一個(gè)傳感器、調(diào)整運(yùn)行參數(shù)以及其他調(diào)試工作。在系統(tǒng)運(yùn)行期間，除了安裝和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)外不需要到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行維護(hù)和管理，因此遠(yuǎn)程控制站點(diǎn)必須能夠通過Internet/Intranet 對(duì)傳感器進(jìn)行訪問和控制。 

　　3）節(jié)能操作。根據(jù)作物的生長(zhǎng)周期，WSN-CPI 系統(tǒng)需要連續(xù)運(yùn)行至少一個(gè)月以上。在此期間，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)要在無人干預(yù)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(chǔ)上，必須盡量保證每個(gè)操作的低能耗，以延長(zhǎng)系統(tǒng)的生存時(shí)間。 

　　4）控制操作。具有簡(jiǎn)單控制功能的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，采用電池供電，通過相關(guān)的電源處理可以控制不同中小功率的直流電磁閥（電動(dòng)水動(dòng)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(yàn)表明，所設(shè)計(jì)的WSN-CPI系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo)，即： 

　　1）可實(shí)現(xiàn)信息采集節(jié)點(diǎn)的自動(dòng)部署、自組織、多跳傳輸。 

　　
　　2）可以使人們?cè)谌魏螘r(shí)間、地點(diǎn)，通過Internet/Intranet，獲取作物莖直徑變化信息，進(jìn)而診斷作物水分狀況，并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)灌溉。 

　　國(guó)內(nèi)權(quán)威農(nóng)業(yè)專家認(rèn)為，WSN-CPI 系統(tǒng)具有無需布線（僅在控制傳感器節(jié)點(diǎn)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(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，并能實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域的全覆蓋監(jiān)測(cè)。同時(shí)能很好地解決傳統(tǒng)灌溉自動(dòng)控制系統(tǒng)的缺陷。WSN-CPI 系統(tǒng)經(jīng)進(jìn)一步完善后可以應(yīng)用于溫室、農(nóng)田、苗圃等區(qū)域。 

　　《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)》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(guó)科協(xié)舉辦的科技期刊與新聞媒體見面會(huì)上，得到與會(huì)專家的一致推薦。

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