窄带物联网下的入侵传感系统设计.pdf

窄带物联网(NB-IOT)下的入侵传感系统设计是指通过应用窄带物联网技术来构建用于监控农田中动物入侵的传感系统。该系统旨在解决农田中动物入侵问题，如野猪等对农作物造成损害的情况。NB-IOT技术因其低功耗、广覆盖范围、以及长电池寿命等特点，适合用于需要远距离、大面积、低功耗传输的应用场景，例如农业监控。 在设计入侵传感系统时，研究者通过在农田中布置集成传感器节点，并使用高斯分布方式与传统的均匀分布方式在试验区域进行节点布置的比较实验。通过实验和Matlab仿真，研究者总结出了最佳的传感器节点数和监测范围，分别为30个和22米。此外，通过相关数据分析波动量，进一步确定了整个系统的可靠性。 在传感系统中，监测模型根据识别入侵者所需的节点数，大致分为单传感模型和多传感模型两类。单感知检测模型中，单个节点可以成功检测到入侵者，但可靠性不高。在多传感模型中，需多个节点协同工作以提高监测的准确性。 系统总体架构包括智能传感系统、声音驱赶系统、报警系统和云平台管理系统四大部分。其中智能传感系统负责实时监测农田，采集相关数据；声音驱赶系统通过发出声波来驱赶入侵的动物；报警系统用于在检测到入侵时向农户发出警告；云平台管理系统则负责汇总传感器收集到的数据，并在用户端显示出相关的变化曲线供用户查看。 在物联网应用领域，对于资源受限网络中的入侵检测问题，已有许多研究聚焦于物联网和无线传感器网络。均匀分布对于来自受保护区域边界的入侵者很有效，但对于网络中的敏感区域不能提供额外保护，且存在能量空洞问题。高斯分布相比于均匀分布，虽然可以避免能量空洞问题，但其监测能力也有待进一步研究。 研究还表明，物联网的感知概率与入侵监测能力之间存在紧密关系，并与即时数据集成成正比。随着社会的发展，物联网在农业领域的应用变得日益广泛。粮食作为国家的命脉，需求不断增长，农田需要进行大规模的集中管理生产以满足需求。因此，实现远程控制的监测与控制智能化是实现设施农业智能化的必要部分。 窄带物联网下的入侵传感系统设计是一个涉及物联网技术、传感器技术、数据通信、网络协议以及数据分析等多个技术领域的综合性工程。它不仅需要考虑传感器节点的布局和监测范围，还需要一个高效可靠的后端云平台来处理和分析数据，最终达到智能化管理农作物，提高农业生产管理效率的目的。此外，这种系统的设计和实现还需要考虑成本效益、能源消耗、以及农户的接受度等因素，确保其在实际应用中的可行性和经济效益。