三、耐候設計與電量管理
除了置於溫室、畜欄等有建築物遮蔽處,大部份的WSN在農業
上的應用都是在露天環境下進行。因此,防曬、防水、防塵是不可缺
少的設計。尤其是臺灣地處大陸與海洋的交界,雨量豐沛,有時一日
的降雨量即達某些國家數年之多,因此排水的設計亦不可或缺。
在露天環境下佈建WSN時,只能使用電池供應電源,特別是無
市電配置的地方。如果要維持長時間的監測,則必須掌握「開源節
流」原則。仔細精算每毫安培的用處,善用睡眠機制,關閉閒置的裝
置,這些設計都需建立在強大的軟體程式設計之上。使用大容量的電
池,同時連結太陽能電池等可充電電池補充消耗之電池,則可延長使
用期限。
肆、無線感測器網路在農業應用的成果及效益
WSN結合了感測器及無線網路傳輸機制,改善過去資料庫建立所需消耗的人力,達到資料自動化收集的目的,並可用於大範圍或長期記錄之觀測工作,大大提升了生態監測系統的準確性、感測範圍及便利性。
同時,WSN技術建立的資料庫,除供農民參考外,亦有通訊、學術與經濟及社會上之價值。目前WSN技術發展有很大一部分仍停留在實驗室模擬測試研究階段,實際田野部建測試的比例相對較少。然而,有許多問題是實驗室模擬無法發現的,而需仰賴實際田野測試。目前許多研究團隊在蒐集農業資訊時,已經驗證所提出的演算法與軟體。他們不斷累積實作經驗並克服發生的困難,將可找出適當的通訊傳輸協定或技術,以獲得最大的通訊範圍與最小的訊息遺失。
WSN可蒐集大量的感測數據,所以確保了資訊的完整性。不過,某些寶貴的資訊,或許因為與原WSN設立目標不符而被埋沒。所以,一般WSN研發團隊會邀請其他領域的專家學者共同分享得到的數據。例如,在害蟲監測系統中,WSN蒐集了地理、氣象與害蟲出沒的數據,昆蟲學家即可利用長期累積的數據建立害蟲的生態模型;而使用該系統的氣象數據,大氣學家亦可建立監測點的微氣候模型。
感測數據除了使用在學術研究上外,害蟲監測系統的害蟲出沒數據也可以用在農產品履歷的建立中。前述WSN水質檢測系統亦可即時回報水質檢測結果,為用水安全進行把關。此外,臺灣大學與臺北科技大學的WSN研究團隊發展中之水位感測網路將會對河面水位進行監測,在適當時刻提出預警,保護人民之生命及財產安全。
伍、結語
WSN整合了無線網路傳輸機制與感測器,適合使用在自動化資料收集上。雖然WSN技術在農業與生態領域裡相當新穎,然其特性卻足以做為基礎,架構出具高度精確度的新農業技術,並在大區域或長期觀測工作中提升生態監測系統的感測範圍、準確性與便利性,更減少了過去監測工作中消粍的大量人力。雖然,目前WSN技術在農業應用領域尚未普遍,但其發展潛力無窮。 |