基于ZigBee無線技術(shù)的水稻水分脅迫監(jiān)控系統(tǒng)研究.pdf

1、水作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的命脈，直接關(guān)系到農(nóng)作物的產(chǎn)量，例如2010年云南大旱和2014年遼寧吉林的干旱，農(nóng)作物幾近絕收。雖然地球的絕大部分面積都被水覆蓋，但是人類能夠真正使用的還不到百分之一。我國作為水稻產(chǎn)量大國，稻谷是關(guān)系到我國溫飽的重要農(nóng)作物。然而，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對水的利用率卻很低，水稻生產(chǎn)的灌溉量只有發(fā)達(dá)國家的40％，農(nóng)作物的缺水將直接導(dǎo)致水稻產(chǎn)量的下降，所以我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。另據(jù)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，雖然影響水稻生長的主要因素是病蟲害，

2、但干旱對水稻作物造成的損失日趨嚴(yán)重。本課題設(shè)計(jì)從水稻生長期的各項(xiàng)生理指標(biāo)作為切入口，利用電子傳感技術(shù)和無線通信技術(shù)，對水稻生長過程中所需水分進(jìn)行監(jiān)測、分析和控制，力求確保水稻能在最佳的水環(huán)境下生長，進(jìn)一步提高水稻的產(chǎn)量和水的利用率。
　　本文在對水稻水分脅迫監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行整體研究分析之后，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求對軟硬件部分作了設(shè)計(jì)并完成了實(shí)現(xiàn)。本系統(tǒng)采用樹形網(wǎng)絡(luò)模型，硬件設(shè)計(jì)部分采用TI公司的CC2530作為水稻生長環(huán)境下監(jiān)測土壤水分的無

3、線通信網(wǎng)絡(luò)核心芯片，由土壤含水率傳感器FDS-100采集土壤含水率數(shù)據(jù)，并通過路由器節(jié)點(diǎn)根據(jù)事先設(shè)定好的路由協(xié)議經(jīng)過多跳傳輸?shù)絽f(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)將接收到的土壤含水率直接通過UART串口發(fā)送到電腦端的監(jiān)控軟件，并且在電腦端實(shí)時顯示、記錄并保存。同時，監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)土壤的含水率和水分變化率，采用模糊控制來精細(xì)化反饋指導(dǎo)灌溉作業(yè)，有效節(jié)約水資源。
　　本文設(shè)計(jì)的基于ZigBee的水稻土壤水分脅迫監(jiān)控系統(tǒng)具有復(fù)雜程度低、部署簡單，有效性