土壤水分傳感器的網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計

在干旱區(qū)旱情監(jiān)測和分析系統(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)測基礎(chǔ)值的獲取手段。通過土壤分層測點布設(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有線連接到采集終端，由終端統(tǒng)一采集多個土壤水分傳感器信息，再進行處理和遠傳。墑情監(jiān)測規(guī)范的基本要求是在監(jiān)測點按不同深度布設(shè) 3 支土壤水分傳感器。

近年來國內(nèi)許多單位研制了一些土壤水分在線監(jiān)測傳感儀器產(chǎn)品，國外也有進口儀器產(chǎn)品，部分地區(qū)小規(guī)模建設(shè)了土壤墑情自動監(jiān)測系統(tǒng)，但傳感器和監(jiān)測終端的連接均是有線埋設(shè)連接，國內(nèi)還沒有實現(xiàn)土壤墑情傳感器的無線網(wǎng)絡(luò)化。隨著體積更小、價格更低廉、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、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、空間探索等領(lǐng)域的應(yīng)用，無線傳感器網(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。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的微型傳感器節(jié)點通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)有著一定的相似之處。在一個典型的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，傳感器節(jié)點不僅負責監(jiān)測區(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)點體積小、配件簡單，會使得多跳通信隨著節(jié)點的增多趨于復(fù)雜。本文從土壤墑情監(jiān)測應(yīng)用的角度出發(fā)，謀求一種相對實用的無線解決方案。

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