基于ZigBee的農(nóng)業(yè)大棚的移動監(jiān)測系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展，如何實時、準確地監(jiān)測大棚作物生長狀況成為了關(guān)鍵問題。近年來，ZigBee技術(shù)在大棚環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域的發(fā)展非常迅速。將無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于大棚環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，在大規(guī)模種植環(huán)境基礎(chǔ)下建立一個集移動監(jiān)測、低功耗于一體環(huán)境參數(shù)無線監(jiān)測系統(tǒng)，具有深遠的意義和應(yīng)用價值。本系統(tǒng)通過各種傳感器監(jiān)測大棚的溫度、濕度、光照度、二氧化碳濃度、土壤濕度、土壤pH值等數(shù)據(jù)，同時為了支持移動監(jiān)測，傳感器節(jié)點加入了定位功能，這樣就可得到各地點農(nóng)作

2、物在各時期所處的生長環(huán)境，為農(nóng)業(yè)管理人員的精準調(diào)控提供了依據(jù)，有利于提高作物的產(chǎn)量。
　　本系統(tǒng)采用NXP公司的JN5148為基礎(chǔ)平臺，實現(xiàn)了基于ZigBee PRO協(xié)議的開發(fā)，并主要對以下幾個方面進行一些研究:
　　首先研究了傳感器節(jié)點的移動監(jiān)測供電難和低功耗問題。本系統(tǒng)從二個方面解決此問題，一方面采用太陽能電池板、充電電路和保護電路組成充電管理模塊，用以給節(jié)點鋰電池充電且給系統(tǒng)供電;另一方面，從傳感器節(jié)點4種最常用的工作

3、模式入手，根據(jù)各節(jié)點實際使用情況分別研究比較了節(jié)點在一個工作周期內(nèi)的平均工作電流，得出最節(jié)能的工作模式，并計算出天氣最差情況下使得太陽能電池板無法給節(jié)點充電的情況下各節(jié)點可連續(xù)工作時間。
　　第二，研究了協(xié)調(diào)器節(jié)點的多協(xié)議輸出。協(xié)調(diào)器節(jié)點實現(xiàn)了RS-232、RS-485、以太網(wǎng)三種方式上傳各傳感器節(jié)點采集的數(shù)據(jù)。其中，RS-485實現(xiàn)了MODBUS RTU通信協(xié)議;針對傳統(tǒng)需借助帶有ARM或DSP的網(wǎng)關(guān)設(shè)備才可實現(xiàn)ZigBee P

4、RO和以太網(wǎng)協(xié)議的轉(zhuǎn)換，通過在JN5148中嵌入TCP/IP協(xié)議棧，實現(xiàn)了以太網(wǎng)通信。
　　第三，研究了傳感器節(jié)點的移動組網(wǎng)問題。本系統(tǒng)為傳感器節(jié)點設(shè)計了智能組網(wǎng)機制，可使傳感器節(jié)點自動識別網(wǎng)絡(luò)問題，自動刪除保存的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)并重新組網(wǎng)，使得WSN網(wǎng)絡(luò)具備較高的自愈能力。
　　第四，研究了傳感器節(jié)點的定位。本系統(tǒng)中傳感器節(jié)點在測距中使用TOF和RSSI結(jié)合的方式測距，由于環(huán)境等因素使得測距存在一定的隨機性，這將不利于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的收