基于ZigBee的遠程田間監(jiān)控系統(tǒng)設計與研究.pdf

1、我國是一個農(nóng)業(yè)大國，而大田種植業(yè)是整個農(nóng)業(yè)中不可或缺的一部分，傳統(tǒng)的大田種植業(yè)已經(jīng)不能夠滿足人們的生產(chǎn)生活需求，隨著農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，我國農(nóng)業(yè)開始由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)變，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展對實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的自動化生產(chǎn)、最優(yōu)化控制、智能化管理有著重要價值，對實現(xiàn)農(nóng)業(yè)集約化、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)和安全的目標具有重要意義。針對傳統(tǒng)農(nóng)田環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)存在數(shù)據(jù)傳輸范圍小、硬件價格高、布線復雜紛亂以及數(shù)據(jù)分析處理不完善等問題，研究了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)信息感

2、知技術(shù)、農(nóng)業(yè)信息傳輸技術(shù)、農(nóng)業(yè)信息處理技術(shù)的技術(shù)需求和技術(shù)特點，提出了能夠遠程監(jiān)控田間環(huán)境的設計思路，設計了基于ZigBee的遠程田間監(jiān)控系統(tǒng)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴針對農(nóng)業(yè)田間管理的需求，研究了ZigBee技術(shù)和傳感器技術(shù)，提出了ZigBee節(jié)點田間數(shù)據(jù)采集、傳輸和繼電器控制的設計思路，設計了基于 ZigBee的田間數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。通過對ZigBee2007規(guī)范的Z-Stack協(xié)議的研究，設計開發(fā)了ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡

3、中協(xié)調(diào)器和各采集節(jié)點的應用程序，該程序通過對基于 ZigBee的田間環(huán)境信息采集系統(tǒng)的硬件控制，實現(xiàn)空氣溫濕度、土壤水分、光照等信息的無線采集、顯示與短距離傳輸，并能夠根據(jù)控制指令完成節(jié)點端繼電器的開閉。同時，以系統(tǒng)的低功耗和可靠性出發(fā)，ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡模塊采用美國德州儀器TI公司的CC2530模塊，每半小時對田間環(huán)境信息進行一次數(shù)據(jù)采集，其他時間傳感器節(jié)點處于低功耗睡眠狀態(tài)，經(jīng)過試驗測試，系統(tǒng)擁有穩(wěn)定的可靠性。⑵針對傳統(tǒng)田間

4、數(shù)據(jù)傳輸范圍小的問題，研究了單片機技術(shù)和GPRS移動通信技術(shù)，提出了STC12C5A60S2單片機控制SIM900A模塊的遠程數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，設計了單片機控制SIM900A模塊的遠程數(shù)據(jù)傳輸程序，該程序一方面能夠?qū)崿F(xiàn)接收協(xié)調(diào)器發(fā)送來的各采集節(jié)點的環(huán)境數(shù)據(jù)，通過GPRS通信技術(shù)將數(shù)據(jù)遠程傳輸?shù)缴衔粰C，另一方面將上位機的控制指令發(fā)送到協(xié)調(diào)器，完成田間的智能化管理。⑶針對用戶獲取田間信息并進行有效管理的需求，研究了MySQL數(shù)據(jù)庫、PHP、Ap

5、ache和TCP/IP協(xié)議等技術(shù)，提出了基于MySQL數(shù)據(jù)庫的上位機農(nóng)田信息管理系統(tǒng)，設計開發(fā)了基于VC++6.0的上位機程序，該程序能夠接收遠程數(shù)據(jù)，將收到的數(shù)據(jù)存儲到MySQL數(shù)據(jù)庫中，并且對數(shù)據(jù)進行分析，向下位機發(fā)出控制澆水指令。同時，數(shù)據(jù)庫可以接受用戶的訪問，方便用戶獲得自家田地的環(huán)境信息。⑷試驗測試結(jié)果表明，本文提出設計的基于ZigBee的遠程田間監(jiān)控系統(tǒng)達到了遠程監(jiān)控空氣溫濕度、土壤濕度、光照強度等環(huán)境信息的效果，并且整個系