基于ZigBee的遠(yuǎn)程田間監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，而大田種植業(yè)是整個(gè)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(mǎn)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(guó)農(nóng)業(yè)開(kāi)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(duì)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的自動(dòng)化生產(chǎn)、最優(yōu)化控制、智能化管理有著重要價(jià)值，對(duì)實(shí)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(biāo)具有重要意義。針對(duì)傳統(tǒng)農(nóng)田環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在數(shù)據(jù)傳輸范圍小、硬件價(jià)格高、布線復(fù)雜紛亂以及數(shù)據(jù)分析處理不完善等問(wèn)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(diǎn)，提出了能夠遠(yuǎn)程監(jiān)控田間環(huán)境的設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)了基于ZigBee的遠(yuǎn)程田間監(jiān)控系統(tǒng)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴針對(duì)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(diǎn)田間數(shù)據(jù)采集、傳輸和繼電器控制的設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)了基于 ZigBee的田間數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)ZigBee2007規(guī)范的Z-Stack協(xié)議的研究，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)

3、中協(xié)調(diào)器和各采集節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用程序，該程序通過(guò)對(duì)基于 ZigBee的田間環(huán)境信息采集系統(tǒng)的硬件控制，實(shí)現(xiàn)空氣溫濕度、土壤水分、光照等信息的無(wú)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(diǎn)端繼電器的開(kāi)閉。同時(shí)，以系統(tǒng)的低功耗和可靠性出發(fā)，ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)模塊采用美國(guó)德州儀器TI公司的CC2530模塊，每半小時(shí)對(duì)田間環(huán)境信息進(jìn)行一次數(shù)據(jù)采集，其他時(shí)間傳感器節(jié)點(diǎn)處于低功耗睡眠狀態(tài)，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)測(cè)試，系統(tǒng)擁有穩(wěn)定的可靠性。⑵針對(duì)傳統(tǒng)田間

4、數(shù)據(jù)傳輸范圍小的問(wèn)題，研究了單片機(jī)技術(shù)和GPRS移動(dòng)通信技術(shù)，提出了STC12C5A60S2單片機(jī)控制SIM900A模塊的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了單片機(jī)控制SIM900A模塊的遠(yuǎn)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(lái)的各采集節(jié)點(diǎn)的環(huán)境數(shù)據(jù)，通過(guò)GPRS通信技術(shù)將數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，另一方面將上位機(jī)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(duì)用戶(hù)獲取田間信息并進(jìn)行有效管理的需求，研究了MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)、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(kù)的上位機(jī)農(nóng)田信息管理系統(tǒng)，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了基于VC++6.0的上位機(jī)程序，該程序能夠接收遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)，將收到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)中，并且對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，向下位機(jī)發(fā)出控制澆水指令。同時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)可以接受用戶(hù)的訪問(wèn)，方便用戶(hù)獲得自家田地的環(huán)境信息。⑷試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果表明，本文提出設(shè)計(jì)的基于ZigBee的遠(yuǎn)程田間監(jiān)控系統(tǒng)達(dá)到了遠(yuǎn)程監(jiān)控空氣溫濕度、土壤濕度、光照強(qiáng)度等環(huán)境信息的效果，并且整個(gè)系