基于ZigBee技术的广西农田智能化灌溉系统设计.pdf

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1、广西水利水电GUANGXIWATERRESOURCES&HYDROPOWERENGINEERING2014(4)·计算机应用·基于ZigBee技术的广西农田智能化灌溉系统设计邱林(广西农业职业技术学院，广西南宁530007)[摘要】针对广西农田多处在山区，且地形复杂，设计了基于ZigBee无线传输技术的农田智能化灌溉系统。系统采用无线数据传输模块和无线智能控制模块等低功耗无线智能模块，结合无线自动监测传感器和ZigBee无线网络网状组网，实现了数据的采集和控制通过路由节点的自动部署、采集、传输、控制，达到灌溉的精准化、智能化。系统在广西2个种植基地进行了试验及试运行

2、，效果良好。【关键词]ZigBee技术；无线传输；农田灌溉；智能化[中图分类号】$274．2[文献标识码】B【文章编号]1003—1510(2014)04—0086—052．2ZigBee无线数据传输特点卅1概述ZigBee是一种高可靠的无线数传方式，它的有广西是我国水稻等粮食作物的主产区，也是各效通讯距离范围广，还可以通过组网、路由等方式种农业、经济作物的丰产区。现有的农田灌溉系统进行无限扩展。同时，它是一个由多到65000个无数据的采集、传输、控制大多是通过有线通信技术线数传模块组成的一个无线数传网络平台，在整个设计实现的，其中涉及到空气和土壤的湿度、温度网络范

3、围内，每个ZigBee无线传输模块之间可以相传感器、各种气象信息传感器、电磁阀和继电器等互通信，每个网络节点间的距离可以从标准的75m多种硬件设备。这种有线传输的方式需要在田间无限扩展。布设大量的电缆，虽然具有操作简单，能很好的阻ZigBee无线网络建立的目的主要是为了工业隔外界干扰等优点，但是也存在诸多弊端。如：电现场自动化控制数据传输，它结构、原理、组网方式缆安装、拆卸复杂、易腐蚀，且材料和人工成本高。等简单，使用方便，性能稳定，价格低廉。每个Zig．为此，根据ZigBee技术的无线传输网络具有功耗与Bee无线网络节点不仅可以将自身作为测控对象，成本低、网络范围

4、与网络容量大、组网简单灵活、专例如：其所连接的采集传感器可以直接进行数据采注于低速传输等特点，利用其代替传统地下线缆，集和控制，还可以自动转发别的无线网络节点发送进行高效、稳定的数据传输及无线控制，达到农田过来的数据。灌溉的全过程用水远程无线控制。3系统总体结构2ZigBee技术广西农田智能化灌溉系统解决的主要问题有2．1技术特点两个：一是如何实现灌溉决策参数传感器的数据采ZigBee技术具有复杂度低、功耗低、速率低、成集、传输及控制设备启闭的问题；二是灌溉过程中本低、时延短、网络容量大、安全可靠等特点，是一如何进行有效灌溉的问题。种双向无线通讯技术，使用2．4G波

5、段，符合IEEE3．1系统结构及组成802．15．4协议；它主要用于短距离、低功耗，对传输系统总体结构图如图1所示。速率要求不高的电子设备之间的数据进行传输以从图1可以看出，系统组成主要包括：作物种植及有规律的有周期性、间歇性数据和低反应时间数区的ZigBee监测网络、微型自动气象观测点、土壤据传输的应用。墒情监测区、无线视频监视点、灌溉控制器、网关控【收稿日期】2014-06-09【修回日期】2014-07-03【作者简介】邱林(1983一)，女，广西河池人，广西农业职业技术学院讲师，硕士，从事计算机网络及电子商务的研究与教学T作。86广西水利水电GUANGXIW

6、ATERRESOURCES&HYDROPOWERENGINEERING2014(4)图1智能化喷灌系统总体结构图制器和远程监测管理中心站等。土壤墒情监测传传输控制的实现方法之一，不仅能在具备采集传感感器主要包括土壤水分传感器、土壤温度传感器、器、控制电磁阀等条件的普通大田及大棚环境下正环境温湿度感器等。微型自动气象观测点布置于常应用，更能在气候条件相对恶劣、地势相对复杂作物种植区附近，用于监测测气压、降雨量、风速、的山区农田区域充分发挥其易于维护、节约成本、风向、太阳辐射等环境气象信息。土壤墒情监测传精准控制的优势。在这些环境下系统只需配备相感器和自动气象站采集到的

7、数据，为灌溉的决策控应的工业级采集传感器、电磁阀、喷头等设备，即可制提供依据。利用ZigBee无线传输方式代替传统地下线缆来进3．2系统工作原理行高效、稳定的数据传输及无线控制，实现精准灌溉。整个系统的无线传输网络是由布设在农田内的大量采集传感器及ZigBee无线通信模块协同工4系统硬件设计作而组成。ZigBee无线通信模块又分为中心节点为保证数据的准确性，系统在硬件上采用能提和路由节点。当各个监测点的土壤水分、温度传感供高精度测试土壤温湿度的搜博SM3002B土壤水器等墒情、气象监测设施采集到数据后，通过路由分温度一体式传感器，传感器与具有无线传输功能节点的Z