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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-dateZigbee无线传感器网络在环境监测中的应用Zigbee无线传感器网络在环境监测中的应用Zigbee无线传感器网络在环境监测中的应用I. Zigbee技术Zigbee是一种基于IEEE802.15.4的无线标准上被开发用来满足大多数无线传感和控制应用的独特需求。Zigbee技术是低成本，低功耗，低数据速率，高可靠性，高度安全的无线网络协议实现自动化和远程控制应用的目标
2、。它描述了两个关键的性能特点无线射频范围和无线频谱的数据传输速率。相较于其他如蓝牙，Wi-Fi技术，超宽带等无线网络协议，Zigbee虽然传输速率慢但传输容量大的特点向我们展示了他出色的传输能力。 A、技术框架Zigbee的框架是由一组层组成的。上述层中每一层都要执行一组特定的服务任务。图1所示。在IEEE802.15.4标准定义了两个较低层：物理层（PHY）和媒体接入控制（MAC）层。Zigbee联盟建立在网络层和安全层及应用层框架提供的基础上。图1 技术框架在IEEE802.15.4有两个PHY层，它们在两个不同的频率范围操作：868/915兆赫和2.4GHz。此外，MAC子层控制访问无线
3、电频道使用的CSMA- CA的机制。它的功能还可以包括信标帧传输，同步，并提供一个可靠的传输机制。B、Zigbee技术的拓扑 Zigbee网络层支持星形，树形和网状形拓扑结构，如图2所示。在星型拓扑结构中，网络是由一个叫做Zigbee协调器的单一设备控制的。 Zigbee协调器负责发起和维护网络上的设备。所有其他装置，称为终端设备，直接与Zigbee协调器相连通。在网状和树状拓扑结构中，Zigbee协调器的作用是启动网络，并选择一些重要的网络参数，但网络可以通过Zigbee路由器扩展。在树状网络中，路由器将通过使用分层路由策略移动数据和控制消息。网状网络允许完全对等的对等通信。 图2 技术的拓
4、扑 图3是一个Zigbee网络模型，它表明Zigbee支持协调器中心的单跳星形拓扑结构和终端设备，以及网状拓扑构造。在Zigbee网络中，智能节点由全功能设备（FFD）和精简功能设备（RFD）组成。只有FFN定义了完整的Zigbee功能，并且可成为网络协调器。协调器管理网络，也就是说，协调器可以启动网络，并允许其他设备加入或离开它。此外，它可以提供绑定和地址表服务，并保存，直到他们能传递信息。图3 Zigbee网络模型II.温室环境监测的系统设计 传统农业只使用孤立和没有沟通能力的机器和设备。农民们必须自己亲自监控作物的生长。即使有些人用电气设备，但他们中大多只限于控制计算机和终端设备的简单通
5、信，此终端设备像传感器而不是像线相连接的传感器，严格上说不能被定义为无线传感器网络。因此，通过使用传感器网络和Zigbee，农业可能变得更加自动化，更加的网络化和智能化。在这个项目中，我们要在温室的地下室部署五种传感器。通过这些部署的传感器，如温室的温度，土壤温度，露点，湿度和光照强度的参数可以实时检测。它的关键是从各种不同的传感器来收集不同的参数。而在温室，监测蔬菜的长势是首要问题。因此，延长电池的寿命，减小数据速率和降低复杂度是非常重要的。从上述关于Zigbee的介绍，我们知道Zigbee满足了可靠性，安全性，低成本，低功耗的要求。A、系统概述 温室环境监测系统是由一个接收器节点（协调器）
6、，许多传感器节点，工作站和数据库组成的。莫特节点和传感器节点共同组成了每个收集节点。当传感器参数进行实时采集，如温室温度，土壤温度，露点，湿度和光照强度，这些数据将提供给的A / D转换器，然后透过量化和编码成为数字信号，它能通过无线传感器通信节点传送。每个无线传感器通信节点有传送和接收的能力。在这种传感器网络中，传感器节点部署在温室，它可以采集实时数据和通过多跳方式传送数据到接收器节点（协调器）。接收器节点完成了数据分析和贮存的任务。同时，接收器节点与GPRS/CDMA连接可以提供远程控制和数据下载服务。在监控室通过运行温室管理软件，接收器节点可以定期收到来自无线传感器节点和在监视器上显示这
7、些数据。B、节点的硬件设计 传感器节点是无线传感器网络的基本单位。硬件平台是由密切相关的具体应用要求的传感器节点组成的。因此，最重要的工作是节点设计，可以完美执行无线传感器网络的传送和监测功能，并体现了Zigbee的技术特点。图4显示了无线传感器网络节点的普遍结构。电源模块为传感器节点提供了必要的能量。数据采集模块被用来接收和转换传感器的信号。数据处理和控制模块的功能是节点设备控制，任务调度，能量计算等。通讯模块被用来在节点与频率选择之间传送数据等。图4无线传感器网络节点的通用结构在数据传输单元，Zigbee模块是嵌入式的用来相匹Zigbee协议的MAC层和NET层。我们选择CC2430作为z
8、igbee协议的芯片，它把CPU，射频收发器，网络协议和RAM集合在一起。CC2430运用一个8比特的微控制器（8051），并具有128KB可编程闪存和8KB的RAM。它还包括A / D转换，某些计时器，AES128协处理器，看门狗定时器，32K的晶体休眠模式定时器，上电复位，掉电检测和21个I / O操作系统。基于主芯片、为Zigbee协议提供许多模块。在那些模块的基础上Zigbee传输单元可以很容易地被设计出来。以一个集成温度、湿度和光照的传感器终端设备为例，设计如图5所示。图5 传感器节点的硬件设计该SHT11是一种相对于湿度和温度的多传感器模块包括校准的数字输出的单芯片。它可以测试土壤
9、温度和湿度。 DS18B20的数字温度传感器，它有3个引脚，并且数据引脚可以直接连接MSP430。它可以检测温室的温度。TCS320是一种数字光传感器。DS18B20和TCS320 SHT11,都是数字传感器具有体积小、功耗低的特点。其他传感器节点可以通过改变传感器获得。传感器节点由供电板载电池供电，协调器还允许通过跳线由外部电源跳线确供电。C、节点的软件设计 应用系统由一个协调器和几个终端设备组成。每个代码的一般结构是相同的，一个主循环后初始化。协调器软件流程，经协调器开始，应用程序的第一步是硬件，液晶，栈和应用程序变量的初始化并且开放中断。然后，一个网络将被格式化。如果这个网络已被格式化成
10、功，一些网络信息，如物理地址，网络ID，通道号，将会显示在液晶显示屏上。然后，程序将进入应用层和监测Zigbee信号。如果有终端设备或路由器想要加入这一网络，液晶显示屏将显示此信息，并显示了应用节点的物理地址，协调员将分配一个网络地址到该节点。如果节点已加入了这个网络，数据由此节点传送，将由协调器接收，并且显示在液晶显示器上。一个传感器节点软件流程，当每个传感器节点被打开或者在遇到任何航标后一个正在被寻找的协调器被检测到时，它会扫描所有频道。然后执行同步和连接。一旦完成连接，传感器节点便会进入阅读传感器和输出包含节点数据框架的定期循环、如果发送成功，终端设备将进入空闲状态，相反，它会再次收集数
11、据并且发送到协调器，直到发送成功。D、温室监控软件的设计我们用VB语言为测试来构建一个界面，这温室传感器网络的软件，可以安装任何基于Windows操作系统。它有4个对话框选择：设置控制条件，设置定时器，设定相关参数，并显示当前的状态。通过设置一些参数，它可以执行与港口沟通的功能，数据收集和数据浏览。-作物品质生理生化与检测技术试题专业：作物栽培学与耕作学 姓名：马尚宇 学号：S2009180一、 名词解释或英文缩写1. 完全蛋白质与不完全蛋白质完全蛋白质：complete protein 含有全部必需氨基酸的蛋白质即为完全蛋白质。不完全蛋白质：incomplete protein 不含有某种或
12、某些必需氨基酸的蛋白质称为不完全蛋白质。2. 加工品质和营养品质加工品质：processing quality包括磨面品质（一次加工品质）和食品加工品质（二次加工品质）。磨面品质指籽粒在磨成面粉的过程中，对面粉工艺所提出的要求的适应性和满足程度。食品加工品质指将面粉加工成面食品时，给类面食品在加工工艺和成品质量上对小麦品种的籽粒和面粉质量提出的不同要求，以及对这些要求的适应性和满足程度。营养品质：nutritional quality指其所含的营养物质对人（畜）营养需要的适应性和满足程度，包括营养成分的多少，各营养成分是否全面和平衡。3. 氨基酸的改良潜力 (氨基酸最高含量平均含量)/平均含量
13、1004. 简单淀粉粒和复合淀粉简单淀粉粒：小麦、玉米、黑麦、高粱和谷子，每个淀粉体中只有一粒淀粉称为简单淀粉粒。复合淀粉：水稻和燕麦中每个淀粉质体中含有许多淀粉粒，称为复合淀粉粒。5. 淀粉的糊化作用和凝沉作用糊化作用：淀粉粒不溶于冷水，若在冷水中，淀粉粒因其比重大而沉淀。但若把淀粉的悬浮液加热，到达一定温度时（一般在55以上），淀粉粒突然膨胀，因膨胀后的体积达到原来体积的数百倍之大，所以悬浮液就变成粘稠的胶体溶液。这一现象，称为“淀粉的糊化”，也有人称之为化。淀粉粒突然膨胀的温度称为“糊化温度”，又称糊化开始温度。凝沉作用：淀粉的稀溶液，在低温下静置一定时间后，溶液变混浊，溶解度降低，而沉
14、淀析出。如果淀粉溶液浓度比较大，则沉淀物可以形成硬块而不再溶解，这种现象称为淀粉的凝沉作用，也叫淀粉的老化作用。6. 可见油脂和不可见油脂可见油脂：经过榨油或提取，使油分从贮藏器官分离出来，供食用或食品加工等利用的油脂，如花生油，菜籽油等。不可见油脂：不经榨取随食物一起食用的油脂，如米、面粉、肉、蛋、乳制品等含有的油脂。7. 必需脂肪酸和非必需脂肪酸必需脂肪酸：为人体健康和生命所必需,但机体自己不能合成,必须依赖食物供应，它们都是不饱和脂肪酸。非必需脂肪酸：是机体可以自行合成，不必依靠食物供应的脂肪酸,它包括饱和脂肪酸和一些单不饱和脂肪酸。8. 沉淀值和降落数值沉淀值：sedimentatio
15、n value 小麦在规定的粉碎和筛分条件下制成十二烷基硫酸钠（SDS）悬浮液，经固定时间的振摇和静置后，悬浮液中的面粉面筋与表面活性剂SDS结合，在酸的作用下发生膨胀，形成絮状沉积物，然后测定该沉积物的体积，即为沉淀值。降落数值：falling number 指一定量的小麦粉或其他谷物粉和水的混合物置于特定黏度管内并浸入沸水浴中，然后以一种特定的方式搅拌混合物，并使搅拌器在糊化物中从一定高度下降一段特定距离，自黏度管浸入水浴开始至搅拌器自由降落一段特定距离的全过程所需要的时间（s）即为降落数值。降落数值越高表明的活性越低，降落数值越低表明-淀粉酶活性越高。9. 氨基酸化学比分和标准模式氨基酸
16、的化学比分：食物蛋白质(Ax)中各必需氨基酸的含量与等量标准蛋白质（Ae）中相同氨基酸含量的百分比，即为化学比分。标准模式：FAO/WHO根据人体生理需要在100g优质蛋白中氨基酸应该达到的含量（g）。10. 面筋和面筋指数面筋：wheat gluten面粉加水揉搓成的面团，在水中反复揉洗后剩下的具有弹性和延伸性的物质，主要成份是谷蛋白和醇溶性蛋白，是小麦所特有的物质。面筋指数：优质面筋占总面筋的百分比。代表了面筋的质量，与面团溶张势，与拉伸仪的拉伸面积和面包体积都显著正相关，面筋指数低于40%和高于95%都不适合制作面包。二、 简答题1. 简述品质测试中精密度、正确度和准确度的关系。精密度是
17、指在相同条件下n次重复测定结果彼此相符合的程度。精密度的大小用偏差表示，偏差越小说明精密度越高。准确度是指测得值与真值之间的符合程度。准确度的高低常以误差的大小来衡量。即误差越小，准确度越高；误差越大，准确度越低。应当指出的是，测定的精密度高，测定结果也越接近真实值。但不能绝对认为精密度高，准确度也高，因为系统误差的存在并不影响测定的精密度，相反，如果没有较好的精密度，就很少可能获得较高的准确度。可以说精密度是保证准确度的先决条件。当已知或可以推测所测量特性的真值时，测量方法的正确度即为人们所关注。尽管对某些测量方法，真值可能不会确切知道，但有可能知道所测量特性的一个接受参考值。例如，可以使用
18、适宜的标准物料或者通过参考另一种测量方法或准备一个已知的样本来确定该接受参考值。通过把接受参考值与测量方法给出的结果水平进行比较就可以对测量方法的正确度进行评定。正确度通常用偏倚来表示。2. 简述作物品质的控制因素、制约因素和影响因素。作物品质的控制因素主要是生物遗传（遗传因素）、品种特性（非遗传因素）等。作物品质的制约因素主要是栽培（土壤结构和耕作栽培方法）、气候（降雨和数量、光照度和温度）等。作物品质的影响因素主要是病虫害（锈病、腥黑穗病、根腐病和赤霉病）、收获（收获延后、收获期雨淋、热损伤）、贮藏（霉变、虫蛀）等。3. 麦谷蛋白和醇溶蛋白质电泳各用什么方法，简述主要步骤。麦谷蛋白电泳使用
19、十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳，即SDS-PAGE技术。该方法的基本原理是蛋白质在一定浓度的含有强还原剂的SDS溶液中与SDS分子按比例结合，形成带负电荷的SDS-蛋白质复合物。这种复合物由于结合大量的SDS，是蛋白质丧失了原有的电荷而形成仅保持原有分子大小为特征的负离子集团。由于SDS与蛋白质的结合是按重量成比例的，电泳时，蛋白质分子的迁移速度只取决与分子大小。主要步骤如下：样品提取 制胶 电泳（恒流） 检测（染色、脱色和保存）（1）样品提取从待测的小麦样品中取一粒种子，用样品钳夹碎，倒入已编号的1.5ml离心管中，在管上标明重量，待测。按1:10的比例加入50%异丙醇提取液(mg: l
20、），在60-65水中水浴20-30 min。第一次水浴后。取出离心管，放置在室温条件下提取2h，期间振荡几次。将离心管1000rpm离心10min，弃去上清液，再按1:10比例加入50%异丙醇提取液进行第二次水浴。第二次水浴后，室温下提取2h，1000rpm离心10min，弃去上清液。按1:7的比例加入HMW-GS样品提取液，搅拌均匀，至于60-65水浴2h，中间振荡1-2次。提取液10000rpm离心10min取上清液，4冰箱保存备用。（2）制胶擦板：先用自来水将板的正反面洗净擦干，然后用酒精和Repel试剂将玻璃板内面擦拭干净。封槽：将玻璃板底部先用凡士林封住，擦干净后再用橡皮膏粘紧。灌胶
21、第一步：按分离胶贮液所需比例配分离胶，然后灌胶，将板倾斜一定角度防气泡出现，灌完分离胶立即在胶的表面加正丁醇压平。第二步：待分离胶与正丁醇之间形成明显界限后，用滤纸吸出正丁醇，把配好的浓缩胶倒入分离胶上面，灌胶后立即插入样品梳。（3）加样10000rpm，10min离心备用样品液待浓缩胶交联后小心取出样品梳，用弯管注射器迅速冲洗样品孔2-3次，所用冲洗液为稀释1倍的电极缓冲液。样品孔内加电极缓冲液，用50l微量注射器点样，每样品孔内加8l样品提取液，两端加标准样品。（4）电泳将玻璃板装入电泳槽，对于1620cm玻璃板，在恒流条件下电泳14h。红线插电源正极，黑线插电源负极。（5）染色电泳完毕，
22、把浓缩胶切去，用充分吸水蓬松的毛笔在胶的一角小心挑起，靠重力作用小心取下胶板，放入塑料盘内，加入400ml10%三氯乙酸染色液和10ml考马斯亮蓝。（6）脱色、照相将染过色的胶放在自来水中脱色即可，脱色时间越长，蛋白带越清晰。醇溶蛋白电泳使用酸性-聚丙烯酰胺凝胶电泳，即A-PAGE电泳。其原理如下： A-PAGE电泳使用相同孔径的凝胶、相同缓冲系统的样品缓冲液，为连续电泳，只用分离胶，不用浓缩胶，使用恒压电泳。主要步骤如下：样品提取 制胶 加样 电泳 染色 脱色 保存A-PAGE电泳时，样品称重夹碎放入0.5ml的离心管中按1:5的比例加入提取液，振荡提取。电泳时，采用恒压500v，恒温15-
23、18电泳。电泳时间一般为45-55min，时间的确定为甲基绿迁移至底板所需时间的4倍。，染色需要过夜，脱色时使用蒸馏水脱色。连接电源时，接线与SDS-PAGE电泳接线相反，电泳槽黑线（负极）连接电泳仪正极，红线连接电泳仪正极。4. 简述A、B、C型淀粉粒的形成过程。A型和B型淀粉粒在发育时，子粒中先形成A型淀粉粒，而后再形成B型淀粉粒，不论A或B 型淀粉粒，在其发育的过程中，都是首先形成小淀粉粒核，随后淀粉分子在核表面的沉积形成成熟淀粉粒。在花后4 d 或之前，最初的球形淀粉粒开始在淀粉体中形成，并成为A-型淀粉粒的核，核再通过葡聚糖聚合体的逐步积累而生长，最终形成A-型淀粉粒。B-型淀粉粒首
24、先在A-型淀粉粒和淀粉体膜之间出现，然后膜向细胞质突出并收缩释放出B-型淀粉粒。C-型淀粉粒在花后21 d 开始合成。5. 简述质构仪在食品物理特性方面的应用。（1） 在面粉品质评价中的应用质构仪拉伸试验参数中的拉伸距离与面团的流变学特性指标有很好的相关性，拉断力与拉断应力能较好地反映面粉吸水率的大小，拉伸距离对反映面粉筋力强弱有很好的预测性，质构仪拉伸试验参数中的拉断力与拉断应力与面粉粘度特性指标有密切关系。质构仪测定的拉伸面积、拉伸阻力、延伸度和拉伸比例可用于评价面团的强度、弹性和延伸性，可以较全面地评价和确定面粉的品质和适用范围。（2） 在面条、面包和馒头等面类食品品质评价中的应用 与面
25、条感官评价指标呈显著相关的质构仪TPA指标为硬度、弹性、胶着性和恢复性，TPA硬度和胶着性能较好反映面条感官适口性。TPA硬度和胶着性能部分反映面条表观状态和韧性，TPA弹性和恢复性能部分反映面条粘性和光滑性。除粘着性外，不同品种间煮熟面条的质构仪指标差异显著，表明TPA硬度、弹性、粘聚性、胶着性和咀嚼性均可反映品种间面条的质地结构差异，可作为评价面条结构特性的客观量化指标。所以，质构仪TPA指标硬度能较好地反映面条的软硬度和总评分。馒头面包等面类食品同样如此。（3） 在大米品质评价中的应用 由于大米弹性、黏着性、硬度、黏度与大米的蒸煮指标之间存在显著的相关性，因此可以用质构仪测定的弹性、黏着
26、性、硬度、黏度来代替蒸煮指标中的碘盐值、膨胀率、米汤干物质、吸水率来评价大米的食用品质。（4） 在肉制品品质评价中的应用 肉的弹性可使用质构仪的一次压缩法测最大力、或一次压缩法测外力作功值的方法进行测定，两种方法的弹性测量值与感官对照值都有很好的相关性。（5） 在酸奶品质评价中的应用 通过质构仪的A/BE反挤压装置测定的一系列力的变化可以反应出酸奶的不同特性。正的力值和面积越大，说明酸奶越稠厚、内聚力越大，对活塞下压时的抵抗力越大，也说明酸奶爽滑性、细腻度越差；负的力值说明酸奶对活塞的附着性，即力的绝对值越大，奶粘性越大，活塞上提时粘在其上的越多，一般较稠的酸奶粘性较大。（6） 在果蔬品质评价
27、中的应用 在水果中的应用主要包括测试其成熟度、坚实度、果皮或果壳的硬度、果实的脆性及果皮或果肉的弹性等;在蔬菜中的应用主要指测试其成熟度、硬度、酥脆度、弹性、断裂强度、韧性、柔软性以及纤维度等。（7） 在其他食品品质评价中的应用 除上述食品外，还可用于蜂蜜、果酱、米线、饺子等多种食品品质的评价，其测定的结果具有较高的灵敏度和客观性。6. 用中文标注粉质图谱和RVA图谱上的主要品质指标。(见试卷)三、 综合题结合个人研究方向，设计一个作物品质的研究方案。硕士研究生的开题题目是不同畦长和畦宽对冬小麦耗水特性和产量的影响，试验以济麦22为供试材料，在山东省兖州市小孟镇史家王子村进行大田试验。试验设3
28、个畦宽，分别为1.0m、1.5m和2.0m；每个畦宽设4个畦长，分别为10m、20m、40m和60m。随机区组设计，3次重复。不同畦宽间隔离带宽2m，不同畦长间隔离带宽1m。各处理均在拔节期和开花期灌水，除畦首外，浇前和浇后沿灌水水流方向每隔10 m取一个点，测定该点处0-200 cm土层土壤相对含水量。灌水时，当水流前锋达到畦长长度的90%位置时，停止灌水，记录灌水量和灌水时间。根据试验处理，拟对取点处的成熟籽粒样品进行品质测定。品质测定指标包括以下内容：（1）籽粒容重。（2）面筋含量和面筋指数（3）吹泡仪参数测定（4）粉质参数（5）糊化参数（6）蛋白质含量根据测定的品质指标结果以及产量和水分利用效率的综合指标选择最适宜的畦田畦长和畦宽组合，为小麦的节水高产栽培提供理论依据和技术支持。