基于zigbee无线传感器网络的土壤墒情监测系统

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文基于ZigBee无线传感器网络的土壤墒情监测系统论文作者：王文贞学生类别：全日制专业学位类别：工程硕士领域名称：控制工程指导教师：杜太行职称：教授万方数据万方数据DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofControlEngineeringTHESOILMOISTUREMONITORINGSYSTEMBASEDONZIGBEEWIRELESSSENSORNETWORKbyWangWenzhenSupervisor：Prof.DuTaihangMa

2、rch2014万方数据万方数据万方数据万方数据摘要中国是一个水资源匮乏的农业大国，多年来采取大水漫灌方式，造成了水资源的严重浪费。因此，采取智能节水灌溉方式势在必行。土壤墒情信息是实施节水灌溉的重要依据，因此能否及时准确的获取墒情信息显得尤为重要。随着信息技术和现代通信技术的发展与普及，ZigBee技术作为无线传感器网络中的一种协议标准，其发展日渐成熟，可以为广大的农田环境提供性能稳定、低成本、低功耗的无线通信解决方案。无线传感器网络(WirelessSensorNetworks,WSN)是由部署在监控区域中的大量的集成了传感器、微处理器和通信模块的节点组成，各节点通过自组织、多跳路由将采集数

3、据融合并传送给上位机，实现对目标信息的实时监测。本文针对当前对智能节水灌溉的需求,以及ZigBee无线传感器网络技术的成熟,设计了基于ZigBee无线传感器网络(WSN)的土壤墒情监测系统。系统由ZigBee无线传感器节点组成，该节点既可以对土壤墒情信息进行采集，并将数据通过ZigBee无线发送给上位机，使人们实时、精确地获取作物环境信息,也可以接收来自上位机下发的阀门控制命令，实现可控灌溉。同时，网络中的每个传感器节点又可以作为一个单独的控制单元，实现数据采集、显示，并根据采集数据是否达到设定的上下限值，进而判断是否执行阀门开启或关闭命令，实现对土壤的自动灌溉控制。软件部分主要由网关中心节点

4、和传感器节点软件组成，其中简单介绍了ZigBee的组网过程，以及ZigBee网络的传输方式，并详细介绍了网关中心节点和传感器节点的软件设计方案。将本系统进行实际安装、调试、运行，实验结果验证了该系统的网络传输可靠，能覆盖整个灌区的数据传输，具有稳定性、合理性与实用性。关键字：ZigBee，无线传感器网络，土壤墒情监测，灌溉I万方数据ABSTRACTChinaisanagriculturalcountryofscarcewaterresources.Thefloodirrigationwaysovertheyearscausedseriouswasteofwaterresources.There

5、fore,itisimperativetoadopttheintelligentwater-savingirrigation.Soilmoistureinformationistheimportantbasisforwater-savingirrigation,sogettingaccurateinformationtimelyisparticularlyimportant.Withthedevelopmentofinformationtechnology,ZigBeetechnology,asaprotocolstandardofwirelesssensornetwork,isincreas

6、inglymature,whichcanprovidefarmlandenvironmentastable,low-cost,low-powerwirelesscommunicationscheme.WirelessSensorNetwork(WSN)isdeployedinmonitoringareaofalargenumberofnodeswhichintegratewithsensors,microprocessorandcommunicationmodule.EachnodecollectsdataandtransmitstothePCthroughself-organization,

7、andmultihoprouting,whichachievesreal-timemonitoringoftargetinformation.Forthecurrentdemandforintelligentwater-savingirrigation,andmatureZigBeewirelesssensornetworktechnology,thisarticledesignedasoilmo