基于ZigBee无线传感器网络的农业环境监测系统设计.pdf

总第252期计算机与数字工程Vo.l38No.10
2010年第10期Computer&DigitalEngineering57

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基于ZigBee无线传感器网络的农业环境监测系统设计

刘广林汪秉文唐旋来
(华中科技大学控制科学与工程系武汉430074)

摘要针对当前农业环境监测的需求,为精准农业提供科学依据,设计了将ZigBee无线传感器网络(WirelessSensor
Networks,WSN)与GPRS相结合的农业环境监测系统。系统实现了信息采集节点的自动部署、数据自组织传输,可以使人们

实时、精确地获取作物环境信息,包括空气温湿度,土壤温湿度,CO2浓度,土壤PH值,光照强度等,可应用于温室、农田等区
域,有助于农业部门更加有效地提高农作物产量。初步测试结果验证了该系统的合理性与实用性。
关键词农业环境监测;无线传感网络;ZigBee;GPRS
中图分类号TP393

DesignofZigBeeWirelessSensorNetworks
inMonitoringSystemofAgricultureEnvironment

LiuGuanglinWangBingwenTangXuanlai
(DepartmentofControlScienceandControlEngineering,HUST,Wuhan430074)

AbstractAccordingtotheneedofenvironmentmonitoringinagriculture,wecombinedwirelesssensornetworksbasedonTI
ZigBeestackandGPRSmodule,andthendesignedandimplementedremotelymonitoringsystemforagriculture.Thesystemrealized
theautomaticdeploymentofinformationcollectionnodeandautomaticorganizationofdatatransmission.Therefore,customerscan
getaccesstorealtimeandaccurateinformationofagricultureenvironment,includingairtemperatureandhumidity,soiltemperature

andhumidity,CO2concentration,soilPHvalue,lightintensity.Whenusedingreenhouse,farmlandandotherareas,itwillcon
tributetoimprovementofcropproduction.Finally,preliminarytestresultswereconfirmedthatthesystemisreasonableandpracti
ca.l
KeyWordsagricultureenvironmentmonitoring,wirelesssensornetworks,ZigBee,GPRS
ClassNumberTP393

间里进行的,数据源离目的地相对较远。现有的一
1引言
些监测系统,如采用RS485总线与信息采集模块结
20世纪90年代初以来发达国家将电子信息合,通常会有较长的布线和统一供电要求,因而在
高新技术应用于农业可持续发展,提出了精准农业农业监测中带来了很多不便。要在此基础上加以
的概念。精准农业是指根据作物生长的土壤性状改进,就要求数据采集单元具有低功耗、装卸简便、
来调节对作物投入,以最少的或最节省的投入达到自备电源、无线传输、不影响农业生产等特点,而无
同等收入或更高的收入并改善环境。农作物的生线传感器网络确能很好地应用于这种场合[2~3]。

长受到自然条件的影响,如光照、CO2浓度等,要实无线传感器网络由低功耗微小网络节点通过自组
现精准农业,必须建立一个实用、可靠、可长期监测织方式构成无线通信网络,它不需要固定的通信基
[1]
的农业环境监测系统。础架构支持,能够通过密集的节点布置,协作实时
在农业领域里,数据采集大多数是在广阔的空监测和采集网络分布区域内的各种微观农业环境

*收稿日期:2010年4月7日,修回日期:2010年5月5日
作者简介:刘广林,男,硕士研究生,研究方向:无线传感器网络。
58刘广林等:基于ZigBee无线传感器网络的农业环境监测系统设计第38卷

信息[4],整个网络则负责将各个节点收集的数据传层:物理层(PHY)和介质接入控制子层(MAC)。
递给一个称为汇聚节点的网关,由网关交给终端用