基于無線傳感器網(wǎng)絡的智能灌溉系統(tǒng)研究.pdf

1、農業(yè)是我國國民經(jīng)濟的命脈，而節(jié)水灌溉對農業(yè)有著重要的作用。目前，我國農業(yè)用水量逐年增長，水資源利用率低下，必須采用先進的技術手段提高農業(yè)生產效率。近年來，物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)廣泛采用的ZigBee技術有著極為廣闊的應用前景。本文結合了ZigBee和GPRS技術的優(yōu)勢，設計了一種基于無線傳感器網(wǎng)絡的智能灌溉系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用無線的方式去除了布線帶來的困擾，避免了傳統(tǒng)有線方式造成的不便，保證了農作物的適時和適量的灌溉，實現(xiàn)了灌溉過程的科學管理。

2、　　本文的具體研究內容和研究成果如下:
　　(1)分析了國內外節(jié)水灌溉系統(tǒng)的發(fā)展情況，比較了IEEE802.11b、Bluetooth和ZigBee三種組網(wǎng)方式的優(yōu)缺點，最終確定了采用ZigBee組成無線傳感器網(wǎng)絡的方案;
　　(2)研究了農田環(huán)境參數(shù)和通信要求，根據(jù)系統(tǒng)設計原則，提出了基于無線傳感器網(wǎng)絡的智能灌溉系統(tǒng)總體設計方案。該系統(tǒng)由終端傳感器節(jié)點、田間控制器（網(wǎng)關）節(jié)點和遠程監(jiān)控中心組成，田間控制器節(jié)點是終端傳感器節(jié)

3、點與遠程監(jiān)控中心之間的橋梁，保證二者之間信息交換的順利完成;
　　(3)硬件設計方面，對智能灌溉系統(tǒng)的田間控制器（網(wǎng)關）節(jié)點和終端傳感器節(jié)點的硬件電路進行詳細設計，著力從精度、實時性和成本等方面來選擇元器件，利用模塊化的設計理念來提升灌溉系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可擴展性;
　　(4)軟件設計方面，分為上位機和下位機兩部分。上位機采用Visual Basic編寫遠程監(jiān)控界面;下位機軟件主要包括ZigBee無線通信模塊、終端傳感器模塊和網(wǎng)

4、關控制模塊。終端傳感器模塊軟件功能是采集和發(fā)送農田土壤溫濕度數(shù)據(jù)給網(wǎng)關控制模塊，網(wǎng)關控制模塊軟件功能是控制電磁閥、收發(fā)上位機命令和溫濕度數(shù)據(jù)。遠程監(jiān)控中心實現(xiàn)的功能是溫濕度數(shù)據(jù)采集、存儲、分析和處理以及自動或手動控制電磁閥。
　　最后，對整個系統(tǒng)進行聯(lián)機調試，完成了土壤溫濕度數(shù)據(jù)采集、串行數(shù)據(jù)輸出和ZigBee組網(wǎng)等測試任務，測試結果表明本文設計的基于無線傳感器網(wǎng)絡的智能灌溉系統(tǒng)達到預期的設計目標，提高了農作物的灌溉效率，起到了節(jié)