基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能灌溉系統(tǒng)研究.pdf

1、農(nóng)業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的命脈，而節(jié)水灌溉對(duì)農(nóng)業(yè)有著重要的作用。目前，我國(guó)農(nóng)業(yè)用水量逐年增長(zhǎng)，水資源利用率低下，必須采用先進(jìn)的技術(shù)手段提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。近年來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)廣泛采用的ZigBee技術(shù)有著極為廣闊的應(yīng)用前景。本文結(jié)合了ZigBee和GPRS技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)了一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能灌溉系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用無(wú)線的方式去除了布線帶來(lái)的困擾，避免了傳統(tǒng)有線方式造成的不便，保證了農(nóng)作物的適時(shí)和適量的灌溉，實(shí)現(xiàn)了灌溉過(guò)程的科學(xué)管理。

2、　　本文的具體研究?jī)?nèi)容和研究成果如下:
　　(1)分析了國(guó)內(nèi)外節(jié)水灌溉系統(tǒng)的發(fā)展情況，比較了IEEE802.11b、Bluetooth和ZigBee三種組網(wǎng)方式的優(yōu)缺點(diǎn)，最終確定了采用ZigBee組成無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的方案;
　　(2)研究了農(nóng)田環(huán)境參數(shù)和通信要求，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則，提出了基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能灌溉系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案。該系統(tǒng)由終端傳感器節(jié)點(diǎn)、田間控制器（網(wǎng)關(guān)）節(jié)點(diǎn)和遠(yuǎn)程監(jiān)控中心組成，田間控制器節(jié)點(diǎn)是終端傳感器節(jié)

3、點(diǎn)與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心之間的橋梁，保證二者之間信息交換的順利完成;
　　(3)硬件設(shè)計(jì)方面，對(duì)智能灌溉系統(tǒng)的田間控制器（網(wǎng)關(guān)）節(jié)點(diǎn)和終端傳感器節(jié)點(diǎn)的硬件電路進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，著力從精度、實(shí)時(shí)性和成本等方面來(lái)選擇元器件，利用模塊化的設(shè)計(jì)理念來(lái)提升灌溉系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可擴(kuò)展性;
　　(4)軟件設(shè)計(jì)方面，分為上位機(jī)和下位機(jī)兩部分。上位機(jī)采用Visual Basic編寫遠(yuǎn)程監(jiān)控界面;下位機(jī)軟件主要包括ZigBee無(wú)線通信模塊、終端傳感器模塊和網(wǎng)

4、關(guān)控制模塊。終端傳感器模塊軟件功能是采集和發(fā)送農(nóng)田土壤溫濕度數(shù)據(jù)給網(wǎng)關(guān)控制模塊，網(wǎng)關(guān)控制模塊軟件功能是控制電磁閥、收發(fā)上位機(jī)命令和溫濕度數(shù)據(jù)。遠(yuǎn)程監(jiān)控中心實(shí)現(xiàn)的功能是溫濕度數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、分析和處理以及自動(dòng)或手動(dòng)控制電磁閥。
　　最后，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試，完成了土壤溫濕度數(shù)據(jù)采集、串行數(shù)據(jù)輸出和ZigBee組網(wǎng)等測(cè)試任務(wù)，測(cè)試結(jié)果表明本文設(shè)計(jì)的基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能灌溉系統(tǒng)達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)，提高了農(nóng)作物的灌溉效率，起到了節(jié)