农田复杂环境中无线传感器网络定位技术的研究

摘 要：近年来，国内传感器技术、无线通信技术，以及微机电系统等技术的发展日益成熟，无线传感器网络定位技术在世界范围内，也已经开始普遍运用，该技术的特点主要包括高感知能力，强计算能力，以及快速的通信能力。本文先对无线传感器的发展前景简单介绍，其后重点对农田复杂环境中对无线传感器网络定位技术进行分析。最后指出了在未来农业发展中无线传感器网络定位技术的广阔前景。

关键词：农田复杂环境；无线传感器；网络定位技术

中图分类号：TP393 文献标识码：A

无线传感器网络定位技术最早在20世纪90年代后期起步，在短短的20年时间里实现了飞跃式发展。其作为一项将监测、控制与无线通信集为一体的网络系统，在众多领域中发挥了巨大的优势，是21世纪一项最重要的技术[1-4]。

1 无线传感器网络定位技术的发展前景

无线传感器网络定位技术在应用，显示出了重要的科学意义，以及巨大的应用价值。

1.1 无线传感器的技术特色

无线传感器发展与其独特的技术有着重要关系，其技术体现在以下几方面：

1.1.1 网络拓扑控制

无线传感器网络定位技术作为一种无线自组织形式，网络拓扑控制起到了重要作用，借助拓扑控制平衡整个网络系统的负载，来有效的减少节点能量的应用，最后大大的延长了网络的生存期。

1.1.2 实现数据的融合，有利于数据的管理

传感器网络定位技术中，其数据管理方式不同于传统的分布式数据库，其具有庞大的节点数量，其各节点对能量的消耗也不一样。因此，为提高信息的准确率，要在对数据收集的过程中就要实现数据的融合，通过数据融合来实现部分噪声降低或消除[5]。

1.1.3 定位技术

在无线传感器网络定位技术中，对数据采集时，关键就是确定信息的位置，如若位置监测不准确，那么无线传感器也就没有发挥任何效用。

1.2 无线传感器的发展前景

受无线传感器技术的影响，其应用前景越来越广，因而其在世界范围中受到人们的重视和关注。目前世界发达国家都已将其作为重要课题进行研究，而我国也将无线传感器网络定位技术的未来发展前景作为重要课题进行研究。

目前其研究主要分为2个阶段：

第1阶段在研究中偏向于对MEMS技术设计小型化的利用；第2个阶段则重点关注网络本身所存在的问题。随着发展，越来越多的无线传感器定位系统被提出与应用。

2 农田复杂环境中对无线传感器网络技术的应用

在人们的现实生活中，运用无线传感器网络定位技术的领域较为广泛，除军事、医院、商业以及环境等之外，在农业中也开始重视对无线传感器的应用。

2.1 无线传感器网络定位技术的要求

农田是一个相对复杂的环境，传统的电缆难以实现对农田的监测，无线传感器网络定位技术却恰恰满足了这一需求。无线传感器的技术优势表现在部署迅速，具有很高的自组织性、强隐蔽性以及极高的容错性。在农田复杂环境中的应用中，正是借助了无线传感器网络定位技术的极大的灵活性和多样性。

农田复杂环境，管理者通过传感器网络定位技术采集相关的数据信息，并运用通信方式获取相关信息资料对农田进行分析。此外，因为无线通信方式极易受通信环境的影响，所以这就要求无线传感器网络定位技术必须具有极强的自组织性能。

2.2 无线传感器网络定位技术的应用

2.2.1不间断的对土壤湿度监测

在复杂的农田环境中，无线传感器网络定位技术实现了人力所无法完成的工作，对农田能够在较短的时间里对不同区域的土壤进行湿度的监测，以此来及时解决农作物的缺水问题。这一应用是人力所无法企及的，同时在农作物增产方面也做出了突出贡献。

2.2.2 有效的掌握农田中有害物的数量

农田复杂环境中，农作物的生长极易受到病虫害的危害，采用无线传感器网络定位技术，对农田某一区域进行监测，借助局部的监测实现对农田整体的控制。

2.2.3 节省了人力资源

在农田管理中，管理者可以通过一台计算机，实现对农田进行大面积的施肥、施药，一个人一台计算机就能管理农田，这样大大的减少了人员数量，相对来说也降低了人力资源成本的投入。

3 结论

本文通过对无线传感器网络定位技术未来发展前景的分析，其技术优势以及在复杂农田环境中的应用进行介绍，最终指出在未来科学技术水平高速发展的时代里，无线传感器网络定位技术也必然成为一种极具科学意义和应用价值的发展趋势。

参考文献

[1] 胡克满，胡海燕.无线传感器网络能量敏感路由算法的研究与实现[J].佳木斯大学学报（自然科学版）.2010（01）：53-56.

[2]胡克满，陶军，刘林峰等.一种节能的无线传感器网络路由算法的研究[J].机电工程，2010（07）：32-34.

[3] Hu Haiyan，Zhang You-qiao.The study and Realization of Energy-aware Routing Algorithm of Wireless Sensor Networks[J].Applied Mechanics and Materials ，Vols. 201-202 （2012）pp 767-772.

[4] 孙利民，李建中，陈渝.无线传感器网络[M].北京清华大学出版社，2005.

[4] 张俊霞，汪炀，李善亮.基于无线传感器网络的定位系统设计[J].计算机工程与应用，2008.

作者简介：何剑海（1980-），男，汉族，浙江温州市人，讲师，大学本科，工程硕士，研究方向： 无线传感器网络定位技术，电路设计。