基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)田信息采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì).pdf

1、針對傳統(tǒng)農(nóng)田監(jiān)測系統(tǒng)出現(xiàn)的布線繁瑣、設(shè)備成本較高、通訊范圍受限等缺點(diǎn)和困難，本文設(shè)計(jì)了一套基于ZigBee技術(shù)的農(nóng)田環(huán)境信息采集系統(tǒng)。系統(tǒng)將ZigBee技術(shù)與嵌入式技術(shù)相結(jié)合，通過3G網(wǎng)絡(luò)作為遠(yuǎn)程傳輸平臺，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)田信息的實(shí)時采集、發(fā)送、監(jiān)測等功能，有效的解決了在無人值守的情況下，用戶依然可以獲知農(nóng)田作物的基本信息，減少農(nóng)田災(zāi)情的發(fā)生。
　　系統(tǒng)由下位機(jī)的ARM+LINUX模塊、ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、上位機(jī)信息管理系統(tǒng)三大模

2、塊構(gòu)成。系統(tǒng)由一個主節(jié)點(diǎn)和多個從節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，各個從節(jié)點(diǎn)根據(jù)需要連接不同類型的傳感器，將采集到的農(nóng)田信息通過ZigBee無線通訊模塊發(fā)送至主節(jié)點(diǎn)。主節(jié)點(diǎn)的ARM+LINUX系統(tǒng)將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總打包，通過3G無線路由器發(fā)送至服務(wù)器。
　　為了驗(yàn)證系統(tǒng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，在安徽宿州市靈璧縣的小麥實(shí)驗(yàn)田內(nèi)選取了4個主節(jié)點(diǎn)、24個從節(jié)點(diǎn)樣點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)驗(yàn)證，通過樣點(diǎn)與實(shí)際現(xiàn)場測定值驗(yàn)證得知，大氣溫度精度為87.83％、大氣濕度精度為85.22％、

3、土壤溫度精度為87.17％、土壤濕度精度為87.38％、太陽總輻射精度為88.23％、日降雨量精度為90.17％，總體精度為87.66％，總體誤差為12.33％。結(jié)果表明該系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸正確、可靠。通過對不同傳輸距離對ZigBee網(wǎng)絡(luò)下數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾詫?shí)驗(yàn)得出:20M的距離下數(shù)據(jù)丟失數(shù)量為2，40M的距離下數(shù)據(jù)丟失量為1，60M的距離下數(shù)據(jù)丟失量為0，80M的距離下數(shù)據(jù)丟失量為0，100M的距離下數(shù)據(jù)丟失量為0，150M的距離下數(shù)據(jù)丟失量

4、為1，200M的距離下數(shù)據(jù)丟失量為2，250M的距離下數(shù)據(jù)丟失量為3，300M的距離下數(shù)據(jù)丟失量為5，350M的距離下數(shù)據(jù)丟失量為9，400M的距離下數(shù)據(jù)丟失量為12，500M的距離下數(shù)據(jù)丟失量為13，600M的距離下數(shù)據(jù)丟失量為15，700M的距離下數(shù)據(jù)丟失量為16，800M的距離下數(shù)據(jù)丟失量為16。獲得如下結(jié)論:節(jié)點(diǎn)間在60M以下和150M-250M之間的傳輸距離下，ZigBee網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)略有丟失、節(jié)點(diǎn)間在60M-150M之間的傳輸

5、距離下，ZigBee網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)完整沒有丟失、節(jié)點(diǎn)間在250M-600M之間的傳輸距離下ZigBee網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)丟失嚴(yán)重、600M以上的傳輸距離下，ZigBee網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)完全丟失。由此可見，ZigBee網(wǎng)絡(luò)的傳輸距離以60M-150M為最佳，在實(shí)際的系統(tǒng)安裝中應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況盡量選擇安裝最佳的從節(jié)點(diǎn)傳輸距離下，以達(dá)到最佳的數(shù)據(jù)傳輸效果。
　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成之后，結(jié)合課題需要，將系統(tǒng)擴(kuò)展應(yīng)用于多個農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中，如農(nóng)情監(jiān)測、氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警等