基于ZigBee網絡的農田信息采集系統(tǒng)的設計.pdf

1、針對傳統(tǒng)農田監(jiān)測系統(tǒng)出現的布線繁瑣、設備成本較高、通訊范圍受限等缺點和困難，本文設計了一套基于ZigBee技術的農田環(huán)境信息采集系統(tǒng)。系統(tǒng)將ZigBee技術與嵌入式技術相結合，通過3G網絡作為遠程傳輸平臺，實現了農田信息的實時采集、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田作物的基本信息，減少農田災情的發(fā)生。
　　系統(tǒng)由下位機的ARM+LINUX模塊、ZigBee無線傳感器網絡、上位機信息管理系統(tǒng)三大模

2、塊構成。系統(tǒng)由一個主節(jié)點和多個從節(jié)點構成，各個從節(jié)點根據需要連接不同類型的傳感器，將采集到的農田信息通過ZigBee無線通訊模塊發(fā)送至主節(jié)點。主節(jié)點的ARM+LINUX系統(tǒng)將采集到的數據進行匯總打包，通過3G無線路由器發(fā)送至服務器。
　　為了驗證系統(tǒng)數據的準確性，在安徽宿州市靈璧縣的小麥實驗田內選取了4個主節(jié)點、24個從節(jié)點樣點進行數據驗證，通過樣點與實際現場測定值驗證得知，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％。結果表明該系統(tǒng)數據傳輸正確、可靠。通過對不同傳輸距離對ZigBee網絡下數據傳輸的完整性實驗得出:20M的距離下數據丟失數量為2，40M的距離下數據丟失量為1，60M的距離下數據丟失量為0，80M的距離下數據丟失量為0，100M的距離下數據丟失量為0，150M的距離下數據丟失量

4、為1，200M的距離下數據丟失量為2，250M的距離下數據丟失量為3，300M的距離下數據丟失量為5，350M的距離下數據丟失量為9，400M的距離下數據丟失量為12，500M的距離下數據丟失量為13，600M的距離下數據丟失量為15，700M的距離下數據丟失量為16，800M的距離下數據丟失量為16。獲得如下結論:節(jié)點間在60M以下和150M-250M之間的傳輸距離下，ZigBee網絡的數據略有丟失、節(jié)點間在60M-150M之間的傳輸

5、距離下，ZigBee網絡的數據完整沒有丟失、節(jié)點間在250M-600M之間的傳輸距離下ZigBee網絡的數據丟失嚴重、600M以上的傳輸距離下，ZigBee網絡的數據完全丟失。由此可見，ZigBee網絡的傳輸距離以60M-150M為最佳，在實際的系統(tǒng)安裝中應該根據實際情況盡量選擇安裝最佳的從節(jié)點傳輸距離下，以達到最佳的數據傳輸效果。
　　系統(tǒng)設計完成之后，結合課題需要，將系統(tǒng)擴展應用于多個農業(yè)領域中，如農情監(jiān)測、氣象災害監(jiān)測預警等