1. 研究目的与意义
作为世界上最主要的农业大国之一，使用智慧科学的管理模式就至关重要。传统的农业依靠大量的人力，手工工具和一些相对简单的机械设备，农民基本依靠经验来种植，导致农业所消耗的水资源、化肥、农药等都在飞速增长，数据相当惊人，但农业产量相对较低，依靠着落后的生产技术、劳动工具来维持简单的生产以毫无意义。传统农业的技术落后，使得农业产量增长过于缓慢，而又浪费大量的人力物力，从而导致生产效率没有提升空间。综合上述，在现代化的农业中引入物联网技术，通过传感器实时采集农田的环境温湿度数据、土壤温湿度、光照强度、二氧化碳浓度、PH值、土壤有机含量值等信息，并通过无线的方式传输到中央控制系统，使用户能随时随地的掌握农田的实时情况，并通过电脑或者手机远程控制设备，以实现现代农业的自动化、信息化和智能化。无线传感器网络由大量工能相同或不同的无线传感器节点以自组织方式构成。无线传感器节点是网络的基本单元，其体积小、成本低、具有通信能力和数据处理能力，节点的稳定运行是整个网络可靠性的基本保障。根据不同的应用目的，网络互联的传感器节点分布于监测区域中，以测量其周边环境中的光热、声音、电磁、化学成分等各种信号，从而检测到包括温度、光强度、噪声、压力、土壤成分、水质和各种移动物体的大小、速度以及移动方向等物质现象，进而在网络中完成数据处理和信息融合，最后将有用的信息数据传输给用户。采用无线电实现网络的互联通信，其连接更简单，节点放婺更灵活，网络也更易扩展。
现代信息技术畅通发达，为农业发展提供了优良的渠道。要想促进农业产值，就必须加快农业信息化的脚步，将农业生产与信息技术两相结合发展。中国现代意义的无线传感器网络应用研究几乎是与发达国家同步启动的，最早记录在1999年中国科学院发表的《知识创新构成试点领域方向研究》的研究报告中。此后，于2001年中国科学院成立了微系统研究与发展中心以与其内部相关单位一起共同推动传感器网络的研究。从2002年开始，中国国家自然科学基金委员会便开始部署传感器相关课题。其中值得一提的是中国工业与信息化部在2008年启动的“新一代宽带移动通信网”的国家级重大专项的第六个子专题“短距离无线互联与无线传感器网络研发和产业化”是专门针对传感器网络技术而设立的，大大推进了无线传感器网络技术在应用领域的快速发展。随着社会经济的进步和科学技术的飞速发展，落后的生产力同日益增长的物质需求之间形成了重大矛盾。从目前来看，面对我国的社会生产力的不断提高，传统的农业生产方式以及生产效率已经不符合大众的需求。从生产劳动力方面来看，入口城镇化趋势日益明显，农业从事人员的数量正在不断地减少。因此，在这种情况下，农业生产方式只能由原来的家庭联产承包向集体承包形式过度，也就是由原来的小规模生产，逐渐演变为大规模的生产方式，大大的减少了劳动力，由科学技术来提高生产效率，代替了传统的农业操作，且效率高，产量大。当前的国际环境下，农业发展与物联网的联系日益紧密，信息化、智能化是以后农业发展的重大趋势，通过建立无线传感网络对农作物各种信息数据的采集，处理，传输并且控制来完成人力的传统农业操作方式，减少了劳动力，提高了生产效率，并且由于无线传感网络自身的特性，功耗低、稳定性好。所以未来农业必将是朝着信息化，智能化的方向发展。
近年来，微机电系统（MEMS)、低功耗高集成度电子器件及无线通信技术的快速发展，导致低成本、微体积、多功能的无线传感器节点设备的出现。在未来几年内，无线传感器网络（WSN )将对人们的日常生活和几乎所有军工业领域带来巨大影响。尤其随着无线通信和射频技术的不断发展，具有布局灵活、成本低廉、组网便捷的特点的无线数据采集系统正在逐渐取代传统的有线数据采集系统。无线传感器网络是综合了传感器技术微电子技术、现代网络及无线通信技、嵌入式计算机技术、分布式信息处理技术等各种先进现代技术，通过各类集成化微型传感器协作能够实时监测、感知和采集各种环境和监测对象的信息，并将采集到的这些信息以无线自组多跳网络方式传输到用户终端的网络技术。WSN能以最低的成本、最大的灵活性连接任何有通讯需求的终端设备，进行数据采集和指令发送，具有一定的移动和动态调整的能力。
2. 研究内容与预期目标
2.1主要研究内容
本文研究了基于WiFi无线网络下的农业数据采集系统的结构，探讨了无线传感器网络的应用现状，无线传感器在农业数据采集系统应用中的难点和关键技术，在此基础上，设计了基于WiFi的农业数据采集系统。最后，实验测试了节点的多项性能，测试了无线传感器网络的性能，评估了系统的节能且多功能的效果。
3. 研究方法与步骤
3.1本课题采用的研究方法：
无线传感器网络节点结构
每一个传感器节点由数据采集模块(传感器和ND转换器)、数据处理和控制模块(微处理器、存储器)、通信模块(无线收发器)和供电模块(电池、能量转换器)”,如图1所示。
1）数据采集模块
数据采集模块主要由各种传感器和A/D转换器构成，负责数据的采集并调理数据信号。根据不同的应用环境，适当选择相应类型的传感器，由A/D 转换器将传感器采集到的模拟信号转换为数字量。
2）数据处理和控制模块
数据处理和控制模块主要由微处理器和存储器构成。
3）通信模块
通信模块主要是无线收发器，负责各节点之间的无线通信，在各节点点路中起着重要作用，在软硬件设计上一一旦出现缺陷就很有可能会影响整个系统。因此,虽然该模块的设计并不复杂，但要达到很理想地效果却是一-件很困难的事情。
4)供电模块
供电模块主要由电池和能量转换器构成，负责供应各部分正常工作所需电源。
图1
3.2本课题设计的主要步骤：
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查询和上网搜索相关资料，了解数据采集系统的研究意义。
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通过查询资料得到、了解各大模块的功能、组成，并开发一套系统所需的硬件设备。
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设计出大体上要做出的功能模块，画出模块图。
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对将要做的系统有了一定的了解和设想后，对每个模块进行细化，进行各个模块的硬件设计，并确保各个模块间的通信正常。
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数学建模，进行分析。并提出完整的算法。
整理各阶段的设计和记录文档，准备撰写初稿。
4. 参考文献
[1] 孙利民，李建中，陈渝，朱红松.无线传感网络．北京：清华大学出版社，2005．
[2] 王东,张金荣,魏延.利用Wifi技术构建无线传感器网络.重庆大学学报(自然科学版), 2006(8): 95~97
[3] 瞿雷,刘盛德,胡咸斌. Wifi技术及其应用.第一版.北京:北京航空航天大学出版社, 2007
5. 工作计划
（1）2022.02.10—2022.03.5 查阅资料，翻译外文资料和撰写开题报告；
（2）2022.03.6—2022.03.25 研究农业智能化原理和Wifi无线传输开发原理；
（3）2022.03.26—2022.04.20设计基于ESP32平台的农业数据采集及传输系统，并采用常用EDA软件绘制符合计算机辅助设计制图相关标准规范要求的原理图和PCB图；
（4）2022.04.21—2022.05.02 查阅相关资料，根据所设计的农业智能化及无线数据传输功能，完成相应的硬件和软件设计；
以上是毕业论文开题报告，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
