无线传感网获取的农田数据管理系统集成与实例分析.pdf

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1、第28卷第2期1422012年1月农业工程学报TransactionsoftheCSAE、，01．28No．2Jan．2012无线传感网获取的农田数据管理系统集成与实例分析邹金秋，周清波，杨鹏，吴文斌，黄青(农业部农业信息技术重点实验室，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，北京100081)摘要：无线传感网络日益成为大范围农田信息采集的重要手段，如何科学管理无线传感网自动获取的大量农田数据成为重要的研究问题。该研究利用Oracle109工具构建了农山观测数据库，并基于MicrosoftVisualS

2、tudio．net、ESRIArcGISEngine9．3和ERDAS9．2软件集成开发了农田观测数据管理系统，实现了与无线传感器网络数据自动获取平台之间的无缝对接及数据高效管理。该数据管理系统包括数据自动入库、数据编辑管理、数据浏览统计分析、空间化数据产品生产应用等4个功能模块。数据自动入库模块主要完成无线传感网获取的农田原始数据到数据库初级产品的管理，包括自动接收控制、数据校正与纠错、观测器异常报警等基本功能；数据库编辑管理模块负责已入库数据的元数据生成与维护，真实数据检索、显示与分析等任务；空间化

3、数据产品生产应用模块主要实现观测数据的空间扩展、时空耦合模拟，以及农情监测业务应用等需求，包括空间插值和时间维模拟等。该系统在河南省鹤壁rlj进行了实测应用，已经稳定运行1年，结果表明：系统能实现农田参数的自动入库、相关处理、分析和管理，具有良好的稳定性、安全性、完善的功能性和便捷的人机接口等特点。关键词：无线传感器网，管理信息系统，集成，农田参数，空间插值doi：10．39698．issn．1002—6819．2012．02．025中图分类号：S126；TP319文献标志码：A文章编号：1002—68

4、19(2012)一02—0142—06邹金秋，周清波，杨鹏，等．无线传感网获取的农田数据管理系统集成与实例分析[J]．农业工程学报，2012，28(2)：142—147．ZouJinqiu，ZhouQingbo，YangPeng，eta1．Integrationandexampleanalysisforfarmlanddatamanagementsystemofwirelesssensornetworks[J]．TransactionsoftheCSAE，2012，28(2)：142—147．(inCh

5、inesewithEnglishabstracO0引言作物农田参数(如土壤温、湿度，空气温、湿度，植被光合有效辐射，叶面积指数等)是至关重要的农情信息【¨，是作物生命体征的环境和表征因素，与其终极产量直接相关。国内外农业有关部门迫切希望及时准确地获取农田参数时空动态变化信息，相关信息获取、存储、管理和精度评价等方面的理论和实践研究已经开展I引。农田信息获取技术不断发展创新，从最早的人工实地定点观测逐步发展到利用遥感技术辅助调查或利用基于掌上电脑或者手机的短距离尢线采集阶段，目前为集精准定位、无线传感网传

6、输、田问数据町视化与即时分析为一体的数字农田信息采集管理阶段【3J。无线传感器网络(wirelesssensornetworks，WSN)【4J集成了微电子系统、数字电路、无线射频、传感器、分布式信息处理、现代网络及无线通信等技术，为定点全自动采集数据提供了强大的技术基础。无线传感网作为从物理世界自动实时获取各类信息的重要技术手段，以其低布局成本、低维护费用、更换升级的便易性和无需收稿口期：2011-05．27修订日期：2011-11—30基金项目：国家“863”计划“星陆双基遥感农田信息协同反演技术”

7、(2009AAl22143)。“973”项目(2010CB951504)。国家自然科学基金项目(40971218和41001246)。作者简介：邹金秋(1975一)，男，湖北崇阳人，助理研究员，研究方向：农情遥感和GIS研究。北京市海淀区中关村南大街12号中国农业科学院资源区划研究所，10008l。Email：zoujq@mail．ca勰．net．ca布线而高度自由的可移动性[5—1，成为国际上近年来最受瞩目和最为活跃的研究领域之一。农业科研丁=作者抓住这一重要机遇，将该技术应用于农田参数获取，已经有较

8、多成功的实例[9。111。目前国内外无线传感器网络技术取得进展，在农田信息采集中发挥了重要的作用。但现有的研究主要侧重于田间观测信息采集和信息传输等前端技术方面的研究，而在后端对观测获取的数据处理和分析等方面的研究尚较薄弱。在国家相关科研项目资助下，课题组在河南省鹤壁市200km2范围内布设了多级无线传感网，该无线传感网体系共有45个节点，每lO分钟采集一帧数据，稳定获取了6类农田参数。本文针对该无线网络平台采集的海量农田数据，研究信息获取