农业物联网监测系统在精准农业环境监测系统中的应用研究1601

个人收集整理个人收集整理勿做商业用途农业物联网监测系统在精准农业环境监测系统中的应用研究 摘要：精准农业是现代农业的发展趋势。农业物联网监测系统是一种新兴的信息处理和获取方式,在环境监测领域应用前景广阔.为实现精准农业对环境监测的要求．基于物联网技术，结合无线传感技术，建立了精准农业环境监测系统，重点讨论了该系统的体系结构，分别基于CC2430和＄3C2410对传感节点以及网关节点进行硬件设计，并且对f。9关节点和传感节点的软件流程进行了开发。该系统的研制为实现准确、远程、自动、实时监测农业环境信息提供了保障。关键词：农业物联网监测系统；精准农业；环境监测；传感节点1引言1999别、基于的传感3S技术、联网的农业提动物，确保农品，引领现代农业发展。,,2012农业一件发技农业、农农业构业求在种、节、节、农、新、、环农业、农业、农新技术，的农业技术，实现现代农业。有和合应技兴农出农业科技新重点研发出农业物联网制系统rfid、感应、系统、信息传感设新技术将农业和联网连提提了农业的和精理，了精"、 、“心鸭蛋"问题的再次发，保证了食品的和。目前此物联系统已在多技、示范、农、研所、院校域成功行,技术稳成熟，功齐。为在农业种业、畜牧养殖业领域的关键环节建立制、信息理的现代农业项目提供了强有的技术支持.物联网的实施将提推进技新增强农品的步伐.农业物联网将开启农业腾飞的新篇章。 农业物联网核心品均属于自有品牌，自主研发。、光照、CO2、风向、风速、雨量、土壤的类信息。输:信息通过无线络输和信息路由设备到控制中心，节点可以自由配对、任意监控、互不干扰。息进行自动灌溉、施肥、喷药、降补光等控制、对异常信息进行自动报警.加可以对和进行实时监控。的农的以获不可的进的监测的，实时、方便、有效地环境参数实现的重基础。的环境监测线的实环境数据，.线，环境的制，线路，以实现监测实测、,获取的数据量,现信息获取的环境监测,控制对进行实时监控,根据、光照、土壤和土壤pH等信息，满足自动化、经济化、确化的。基监测的环境监测2．1随着近年来无线络技术的,precisionagriculture)已成为农业科学工作者关注的热点.精准农业是指根据作物生长的土壤性状来调节对作物的投入，以最少的或最节省的投人达到同等收入或更高的收入并改善环境.结合无线传感器网络技术，将传统农业模式转变为以信息网络为中心的精准农业模式，农田的耕种可以实现自动化、网络化、智能化1。从而有效地降低成本并提高产量，具有实际应用价值.环境监测作为精准农业中的基础环节，能直接获得作物生长的土壤性状相关,、、土壤土壤PH22基农业物网监测统的精准农业环境监测统结构物网技术是种的信息理获式，基物网体结1。传感用无线传感网络的式,量农田信息集的自传感节点(节点传感节点成.传感节点行环境参数的集后过 Zigbee无线传节点，节点行的数据合,，过Zigbee无线传将农信息传到节点。GPRs3GInternet成，将环境参数传监测.行数据合等理传网关，网关过GPR3G模将In—ternet远就Internet基于联系统系统硬件计节是基于联系统基括传感节节传感节是系统传感基单元,节则是网络硬件基础它们硬件计系统功能性能都至重分传感节节硬件计。传感节计传感节传感,单元单,传节.功能传感节2。传感节单元传单元CHIPCONCC2430，它是基于ZigBee80C51zigBee发是一比较熟传感节解决案。系统中湿度温度量TDR一 3A型土壤温湿度传感该传感集温度湿度一体具有密封防水度高量土壤温湿度的理想仪器。光强测量采用 公司推出的第二代光强数字转换芯片 TSL2561，它可直接通过 12C总线协议由微控制器访问，微控制器则通过对其内部的 16个寄存器的读写来实现对 的控制。光纤 pH值传感器用于测量土壤 pH值，基于 pH值的变化将导致光纤传感探头中光频谱特性变化这一原理,经放大电路秭A／D转换器能得到数字输出,然而这种方法的缺点是在土壤干燥时误差较大.,接口；电路用来系统程外;电整个点的能量。点,农，(GPRS3G3GGPRS行数的换，通过，可信到程测中接收程测中3。点的数理作,对较，而的网协议，采用公司的ARM9理器0。理器采用08仙m_I的32微控制器，的16KBCache16KBCache，MMU,TFr的LCD控制器，NAND存控制器，3路UART,4路DMA，4路PWM的 r，I／O口，RTC，8路 10AD，TouchScreen接口,IIBUS接口，IIS—BUSUSBUSB,sDMMCGPRSSIM52187．2Mbps5。76MbpsUARTUSB2．0GPIO12CGPIOGPS，，。计容含：协议栈，GPRs，3G协议栈编以及.于术 GPRS／术已较为成熟成协议栈，而工作重放又由功特点,工作任所差异,因此分开讨论.计传感节点于网关节点的节点，联网,联网传感中的基节，接与联网的测关联,农情信息为有的关行传网关节点入等，具体工作流4所示.传感节点通情下于模,接到上节点的,便上发送入网络,等网关节点的入网络，行农情信息如、、pH等的采并传输发送节点，上节点发送，接,传感节点入，.网关节点的主程设计网关节点主要并,、记关T工作测命令，建立络，加入，等待信息，.关具体工作流程如图5在建立关会不断地搜索空自己资源需求决定是否加入,如果选择加入此，则给它分配一络地址，构成新络.同时达测命令给下级，等待接，接成功后远程检测和本地测站。,,CC2430节点,和络础——＄3C2410节点对它们硬件设计及软件设计进行了详细阐然而,在中应还存在很多有待解决问题.如：数据输实时数据输安问题还有待进.:11数WSN设计们安科20l323):1292—1292．2,在害中应叨通信技,20l1l(434—5．3OvidiuVermesaHaraldVogMaurizioTomasella,I