外文翻译---无线传感器网络的实现及在农业上的应用

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1、 淮 阴 工 学 院 毕业设计 (论文 )外文资料翻译 学 院： 电子与电气工程学院 专 业： 自动化 姓 名： 李健 学 号： 1081205614 外文出处： The realization of wireless sensor ( 用外文写 ) networks and applications in agriculture 附 件： 1.外文资料翻译译文； 2.外文原文。 指导教师评语： 签名 ： 年 月 日 注： 请将该封面与附件装订成册。附件 1：外文资料翻译译文 无线传感器网络的实现及在农业上的应用 1 引言 无线传感器网络（ Wireless Sensor Network ,W

2、SN）就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统。其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息，并发送给观察者。“传感器、感知对象和观察者”构成了网 络的三个要素。这里说的传感器，并不是传统意义上的单纯的对物理信号进行感知并转化为数字信号的传感器，它是将传感器模块、数据处理模块和无线通信模块集成在一块很小的物理单元，即传感器节点上，功能比传统的传感器增强了许多，不仅能够对环境信息进行感知，而且具有数据处理及无线通信的功能。借助传感器节点中内置的形式多样的传感器件，可以测量所在环境中的热、红外、声纳、雷达和地震波信号等信号，

3、从而探测包括温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等等众多我们感兴趣的物质现象。无线传感器网络是一种全新 的信息获取和信息处理模式。由于我国水资源已处于相当紧缺的程度 ,加上全国 90%的废、污水未经处理或处理未达标就直接排放的水污染 ,11%的河流水质低于农田供水标准。水是农业的命脉 ,是生态环境的控制性要素 ,同时又是战略性的经济资源 ,因此采用水泵抽取地下水灌溉农田 ,实现水资源合理利用 ,发展节水供水 ,改善生态环境 ,是我国目前精确农业的关键，因此采用节水和节能的灌水方法是当今世界供水技术发展的总趋势。 2 无线传感器网络概述 2.1 无线传感器网络的系

4、统架构 无线传感器网络的系统架构如图 1 所示，通常包括传感器节点、汇聚节点 和管理节点。传感器节点密布于观测区域，以自组织的方式构成网络。传感器节点对所采集信息进行处理后，以多跳中继方式将信息传输到汇聚节点。然后经由互联网或移动通信网络等途径到达管理节点。终端用户可以通过管理节点对无线传感器网络进行管理和配置、发布监测任务或收集回传数据。 图 1 无线传感器网络的系统架构 2.2 无线传感器网络的特点 （ 1）自组织。由于网络所处物理环境及网络本身的不可预测因素，如：不能预先精确设定节点的位置，也不能预先知道 节点之间的相邻关系，部分节点由于能量耗尽或其他原因而死亡，新的节点的加入等，使得网

5、络的布设和展开能够无需依赖于任何预设的网络设施，节点之间通过分层协议和分布式算法协调各自的行为，节点开机后就可以快速自动地组成一个独立的网络多跳路由。 （ 2）多跳路由。网络中节点通信距离有限 ,节点只能与它的邻居直接通信，如果与其射频覆盖范围之外的节点进行通信，则需要通过中间节点进行路由。 （ 3）大面积的空间分布，节点密集，数量巨大。 （ 4）以数据为中心。在无线传感器网络中，人们通常只关心某个区域内某个观测指标的数值，而不会去具 体关心单个节点的观测数据。 （ 5）节点能力受限。传感器节点的能量、处理能力、存储能力和通信能力等都十分有限。 电源能量受限。由于传感器节点的微型化，节点的电池能量有限，而且由于物理限制难以给节点更换电池，所以传感器节点的电池能量限制是整个无线传感器网络设计最关键的约束之一，它直接决定了网络的工作寿命。 计算和存储能力有限。廉价微型的传感器节点带来了处理器能力弱、存储器容量小的特点，使得其不能进行复杂的计算，而传统 Internet 网络上成熟的协议和算法相对无线传感器网络而言开销太大，难以使用，因此必须使用 简单、有效的协议及算法，如 ZigBee 协议。 通信能力有限。通常，无线通信的能耗 E 与通信距离 d 的关系为： E=kdn。其中 2n4。通常取 n 为 3。 2.3 无线传感器网络存在的不足