序号： 编码： 第十一届“挑战杯”广东大学生课外学术科技作品竞赛作品申报书 作品名称：基于无线传感器网络的橘园种植信息监测系统 学校全称： 华南农业大学 申报者姓名 （集体名称）：叶智杰 刘睿彤 何德慧 黄铭灏 黄智鹏 李绪奎 类别：自然科学类学术论文 哲学社会科学类社会调查报告和学术论文 科技发明制作A类 科技发明制作B类 说 明1申报者应在认真阅读此说明各项内容后按要求详细填写。2申报者在填写申报作品情况时只需根据个人项目或集体项目填写A1或A2表，根据作品类别（自然科学类学术论文、哲学社会科学类社会调查报告和学术论文、科技发明制作）分别填写B1、B2或B3表。所有申报者可根据情况填写C表。3表内项目填写时一律用钢笔或打印，字迹要端正、清楚，此申报书可复制。4序号、编码由第十一届“挑战杯”广东大学生课外学术科技作品竞赛组委会填写。5学术论文、社会调查报告及所附的有关材料必须是中文（若是外文，请附中文本），请以4号楷体打印在A4纸上（文章版面尺寸14.522cm），附于申报书后，论文不超8000字，调查报告不超15000字。6作品申报书须按要求由各校竞赛组织协调机构统一寄送。7其他参赛事宜请向本校竞赛组织协调机构咨询。A2申报者情况（集体项目）说明：1必须由申报者本人按要求填写；2申报者代表必须是作者中学历最高者，其余作者按学历高低排列；3本表中的学籍管理部门签章视为申报者情况的确认。申报者代表情况姓名叶智杰性别男出生年月1986.04学校华南农业大学系别、专业、年级2009级 农业电气化与自动化学历研究生学制3入学时间2009.09作品名称基于无线传感器网络的橘园种植信息监测系统毕业论文题目无通讯地址华南农业大学燕山区8栋313邮政编码510642办公电话13828446334常住地通讯地址广州市海珠区凤凰三街5号601邮政编码510250住宅电话34038960其他作者情况姓 名性别年龄学历所在单位刘睿彤女21本科华南农业大学工程学院何德慧男21本科华南农业大学工程学院黄铭灏男20本科华南农业大学工程学院黄智鹏男22本科华南农业大学工程学院李绪奎男20本科华南农业大学工程学院资格认定学校学籍管理部门意见以上作者是否为2011年7月1日前正式注册在校的全日制非成人教育、非在职的高等学校中国籍专科生、本科生、硕士研究生或博士研究生。是否 （部门签章）年 月 日院、系负责人或导师意见本作品是否为课外学术科技或社会实践活动成果。是否负责人签名：年 月 日B3申报作品情况（科技发明制作）说明：1必须由申报者本人填写；2本部分中的科研管理部门签章视为对申报者所填内容的确认；3本表必须附有研究报告，并提供图表、曲线、试验数据、原理结构图、外观图（照片）,也可附鉴定证书和应用证书； 4作品分类请按照作品发明点或创新点所在类别填报。作品全称基于无线传感器网络的橘园种植信息监测系统作品分类（B ）A机械与控制（包括机械、仪器仪表、自动化控 制、工程、交通、建筑等） B信息技术（包括计算机、电信、通讯、电子等） C数理（包括数学、物理、地球与空间科学等） D生命科学（包括生物、农学、药学、医学、健 康、卫生、食品等） E能源化工（包括能源、材料、石油、化学、化 工、生态、环保等）作品设计、发明的目的和基本思路，创新点，技术关键和主要技术指标设计及其目的：本设计为一个基于无线传感器网络的橘园种植信息监测系统，克服了现有橘园环境监测系统和方法存在的监测困难、监测范围有限的问题，提供一种设计合理、成本低、布网方便并且使用简单、智能化程度高的适合于橘园大范围实时监测的方法，适用于山地、平地和温室柑橘园，有利于实现柑橘园管理的规范化和模式化。基本思路：包括由布设在被测橘园内的多个无线传感器节点（农情信息监测仪和虫害监测仪）、将所述的多个无线传感器节点监测的数据打包后上传的网关节点、与网关节点相接的远程数据库服务器和与服务器相接的客户端计算机。所述的网关为一个或多个；所述的多个无线传感器节点包括传感器和配套模块，由太阳能充电电池进行直接供电；所述的传感器包括部署在橘园土壤中各颗柑橘树中不同深度的对土壤含水量、土壤电导率、土壤温度进行监测的普通传感器节点和分别布设在橘园中心区域的对空气温度、空气湿度、光照强度、风向、风速和降雨量进行监测的普通传感器；所述的传感器都配有防辐射罩，防辐射罩用于温湿度传感器室外防辐射，也可用于其他仪器仪表的保护；所述的配套模块包括数据处理模块、无线通信模块和电源模块；所述的普通传感器节点与网关节点之间的通信通过短距离无线通信模块进行双向通信；所述网关节点与通信服务器之间的通信通过GPRS网络进行双向通信，并且网关节点上设置有GPRS无线通信模块。所述的短距离无线通信模块为基于ZigBee协议的短距离无线通信模块。创新点：采用多个、多种传感器构成无线传感器网络，由散布在工作区域中大量的体积小，成本低，具有无线通信、传感和数据处理能力的传感器节点组成的，每个节点可能具有不同的感知形态，例如声纳、震动波、红外线等，节点却可以完成对目标信息的采集、传输、决策制定与实施，实现区域监控、目标跟踪、定位和预测等任务。农情信息监测仪中的数据处理模块采用微控制器AVR mega128L，每一个节点都具有存储、处理、传输数据的能力。通过无线网络，传感器节点之间可以相互交换信息，也可以把信息传送到远程。节点白天由太阳能充电电池进行直接供电，同时对锂电池进行充电；晚上由锂电池进行直接供电。技术关键：每一个节点在接收传感器的不同信息后，进行存储、处理、传输数据，同时通过无线网络，进行传感器节点之间信息的相互交换，并把信息传送到远程。主要技术指标：1)土壤温度传感器选用美国DECAGON公司的5TE，主要性能指标为：测量范围-4050C；分辨率0.1C；精确度1C；电源3.615VDC,O.3mA。2)土壤电导率传感器选用美国DECAGON公司的5TE，主要性能指标为：测量范围023dS/m；分辨率0.01dS/m（07dS/m），0.05 dS/m（723 dS/m）；精确度10%（07dS/m）；电源3.615VDC,O.3mA。3)土壤含水量传感器选用美国DECAGON公司的EC-5，主要性能指标为：测量范围0饱和；精确度0.03m3/ m3(在8dS/m范围内)；分辨率0.001 m3/ m3（矿物质土）；电源2.5VDC3.6VDC,10mA；温度-4060C。4)空气温度、湿度传感器选用瑞士Sensirion公司的SHT-15，主要性能指标为：温度测量范围-40+123.8，精度0.3；湿度测量范围0100%RH，精度2.0%RH,响应时间8s(tau63%)。5)光照传感器选用中国锦州阳光科技发展有限公司的TBQ-6光照度传感器，主要性能指标为：测量范围200200000Lux；光谱范围400700（nm）可见光；电源电压24VDC（12VDC30VDC）；输出信号420mA或 05V；测量误差小于7%；工作环境温湿度040、070%RH；储存环境温湿度-10+50，080%RH；大气压力80110KPa。6）风速传感器选用中国邯郸市大自然测控技术有限公司的BCQ-FS-TTL8，主要性能指标为：测量范围060m/s，测量精度2%；输出信号为脉冲信号（每圈输出8个脉冲，6个脉冲代表1米，信号传输距离100米；启动风力100米，电位引线9芯（公共、北、东北、东、东南、南、西南、西、西北），供电电源DC 5V24V ，工作温度-40+85。8）降雨量传感器选用邯郸市大自然测控技术有限公司的MTR-02雨量计，主要性能指标为：分辨率0.2mm，测量范围02.4mm/min,工作环境温度060，工作环境湿度95%RH(40),乘水口直径159.6mm，刃口锐角4045，高度260mm。9）无线传感器网络中的节点数据处理模块采用微控制器AVR mega128L，其主要性能指标为：4kRAM，128kFlash，正常工作电压2.75.5V。该微控制器主要负责控制传感器数据采集、无线通信、液晶实时显示和电池能量监测等。10）无线通信模块的核心为RF230，支持ZigBee协议，主要性能指标为：工作频段2.4GHz，电流TX16.4mA，RX15.5mA，睡眠电流20nA，工作电压1.83.6V。11）电源供电模块由可充电锂电池（容量1250mAh）、锂电池保护芯片（R5426）、锂电池充电电路、电源处理电路及外围接口电路组成。太阳能供电板（5.6V,1.5W）作为外部电源为锂电池充电或为节点直接供电。12）网关在基于SAMSUNG公司S3C2410A的ARM上开发，实现与节点间的短距离无线通信及与远程数据库间的Internet通信。13）GPRS模块使用中国北京源田意广科技有限公司的LT108GSGPRS DTU，具体参数有内部集成TCP/IP协议栈，提供串口数据透明双向转换功能，支持自动心跳，保持永久在线等。GPRS模块为网关与远程数据库间的双向收发通信实现提供了可能性。作品的科学性先进性（必须说明与现有技术相比、该作品是否具有突出的实质性技术特点和显著进步。请提供技术性分析说明和参考文献资料）1. 设计合理、成本低、布网方便并且操作简单和智能化程度高；2. 采用模块化设计并且使用系统使用低功耗芯片和太阳能充电电池直接供电，保障了节点的长时间运行和生命周期；3. 自组网可以实现同步对被监测的橘园内不同的土壤和大气环境信息参数的监测；4. 通过无线传感器网络能够时间感知、采样和存储数据，为研究人员提供在线的实时的数据挖掘与分析；5. 监测效果好、智能化程度高，能为农户提供大量的有用柑橘园的监测数据并附带预警作用，能更好地知道柑橘园的管理和生产；6、由于采用无线通信技术，本系统可以实现对监测区域的全覆盖监测，适用于山地、平地和温室柑橘园，实现柑橘园管理的规范化和模式化，促进柑橘产业的发展；7、多组、多种传感器共同监测，可以反馈橘园生长所需的各项信息参数；8、无线传感器网络中的农情信息监测仪数据处理模块采用微控制器AVR mega128L，负责控制传感器数据采集、无线通信、液晶实时显示和电池能量监测等；9、传感器都配有防辐射罩，防辐射罩用于温