基于GIS與WSN技術(shù)的沼液自動(dòng)灌溉系統(tǒng).pdf

1、本研究是國(guó)家科技支撐項(xiàng)目“中南稻區(qū)復(fù)合生物循環(huán)技術(shù)集成與示范”（201213AD14B17）中一個(gè)的專(zhuān)題，項(xiàng)目對(duì)我國(guó)中南稻區(qū)的新型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)模式進(jìn)行了研究和探討，其目的是基于生物循環(huán)技術(shù)，將養(yǎng)殖業(yè)、傳統(tǒng)種植業(yè)、觀賞農(nóng)業(yè)、無(wú)公害能源的開(kāi)發(fā)與利用有效地連接起來(lái)，并為數(shù)字農(nóng)業(yè)提供一個(gè)實(shí)踐平臺(tái)，對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的新型應(yīng)用模式進(jìn)行了探索。專(zhuān)題要求開(kāi)發(fā)一個(gè)沼液自動(dòng)化灌溉系統(tǒng)，系統(tǒng)的主要需求如下:(1)每隔一段時(shí)間采集一次數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)經(jīng)協(xié)調(diào)器送

2、至上位機(jī);(2)借助生長(zhǎng)模型，對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并控制灌溉閥門(mén)的啟閉;(3)灌溉閥門(mén)的狀態(tài)、大田環(huán)境數(shù)據(jù)可實(shí)時(shí)呈現(xiàn);(4)可通過(guò)人機(jī)交互界面，對(duì)灌溉閥門(mén)進(jìn)行人工控制，以方便檢修等工作。基于此，我們選擇采用了Zigbee來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)的采集、傳送工作，采用GIS技術(shù)實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互界面，采用RBF網(wǎng)絡(luò)對(duì)灌溉決策建模，以滿(mǎn)足系統(tǒng)的需求。其中，根據(jù)環(huán)境，我們規(guī)劃WSN的應(yīng)用場(chǎng)景如下，針對(duì)試驗(yàn)田中種植的蔬菜品種，對(duì)傳感器進(jìn)行分組，每組包含

3、數(shù)據(jù)采集終端、設(shè)備控制終端，協(xié)調(diào)器與上位機(jī)采用串口通信，將終端采集的數(shù)據(jù)傳輸給上位機(jī)系統(tǒng)，并獲取上位機(jī)的決策指令。協(xié)調(diào)器以廣播、組播的方式將不同的控制指令發(fā)送給終端設(shè)備，用以控制終端設(shè)備的啟動(dòng)、停止，終端節(jié)點(diǎn)以廣播的方式向協(xié)調(diào)器傳送數(shù)據(jù)。
　　 研究中，我們發(fā)現(xiàn)，本系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)景與TI公司提供的典型應(yīng)用場(chǎng)景并不吻合，為此我們以Generic框架(profid為0x0f04，endpoint為0x0010)為基礎(chǔ)，對(duì)其配置文件和應(yīng)用

4、層進(jìn)行改寫(xiě)，以使系統(tǒng)適合應(yīng)用的需求。在改寫(xiě)過(guò)程中，主要進(jìn)行了以下工作:(1)根據(jù)系統(tǒng)的需求，筆者重新規(guī)劃了輸入、輸出簇和事件鏈，以協(xié)調(diào)WSN各節(jié)點(diǎn)的功能;(2)為了使用串口，筆者調(diào)整了預(yù)編譯指令，改變了編譯條件，使得系統(tǒng)能夠使用HAL層代碼實(shí)現(xiàn)串口通信;(3)為了實(shí)現(xiàn)組播，我們對(duì)配置文件f8wConfig.cfg進(jìn)行了調(diào)整;(4)為了實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感芯片的支持，筆者參考了傳感芯片的時(shí)序和CC2530芯片手冊(cè)，對(duì)CC2530的GPIO進(jìn)行編程，