杨方

摘要：针对农田环境状况复杂、监测难度大等现状，设计了一种基于无线传感器网络的农田环境监测系统。该系统利用传感器节点采集农田环境参数后，通过ＺｉｇBｅｅ技术发送到控制中心，再对数据进行分析和处理，使农田管理者能精确直观地控制农作物种植过程中的关键参数，具有很好的实用价值。

关键词：农田环境参数；无线传感器网络；传感器节点；实时监控；ＺｉｇＢｅｅ

中图分类号：Ｓ１２６文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０12）15－3334-02

Design of Farmland Environmental Monitoring System Based on Wireless Sensor Network

ＹＡＮＧ Ｆａｎｇ

（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃｓ ａｎｄ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ＆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｚｕｎｙｉ Ｎｏｒｍａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ， Ｚｕｎｙｉ ５６３００２， Ｇｕｉｚｈｏｕ， Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｆｏｒ ｆａｒｍｌａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ waｓ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ，a ｆａｒｍｌａｎｄ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｓｅｎｓｏｒ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｓｅｎｓｏｒ ｎｅｔｗｏｒｋｓ ｗａｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｔａｒｇｅｔｅｄ ｔｈｅ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ｆａｒｍｌａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ． Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｕｓｅd ｓｅｎｓｏｒ ｎｏｄｅｓ ｔｏ ｃｏｌｌｅｃｔ ｔｈｅ ｆａｒｍｌａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｎｄ ｓｅｎｄ ｔｈｅｍ ｔｏ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ ｆｕｒｔｈｅｒ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｂｙ ｔｈｅ ＺｉｇBｅｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ． Ｆａｒｍ ｍａｎａｇｅｒｓ ｃｏｕｌｄ ｐｒｅｃｉｓｅly ａｎｄ ｉｎｔｕｉｔｉｖｅly ｃｏｎｔｒｏｌ the ｋｅｙ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｃｒｏｐ ｐｌａｎｔｉｎｇ ａｎｄ ｉｔ ｈａｓ ｇｏｏｄ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｖａｌｕｅ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｆａｒｍｌａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ； ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｓｅｎｓｏｒ ｎｅｔｗｏｒｋｓ； ｓｅｎｓｏｒ ｎｏｄｅｓ； ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ； ＺｉｇＢｅｅ

我国是农业大国，农业是国民经济的基础产业，农业生产受到温度、湿度、水分等多种农田环境因素的影响。因此，在农业生产过程中引入现代信息技术，可以准确、高效地收集农田信息，对提高农产品产量具有重要意义。

针对农田环境复杂、监测难度大等特点，充分利用无线传感器网络灵活而强大的组网功能，设计了基于ＺｉｇＢｅｅ无线传感器网络的农田环境监测系统，该系统由传感器节点、汇聚节点、互联网和用户终端等组成［１］，利用安装在被监测区的传感器节点采集农田环境参数后，通过ＺｉｇBｅｅ技术发送到控制中心，再对数据进行分析和处理，使农田管理者能精确直观地控制农作物种植过程中的空气温度、相对湿度、ＣＯ２含量、水位等关键参数，对在农业生产过程中实现增产节能有着很好的实用价值［２］。

１农田环境监测系统总体结构设计

ＺｉｇＢｅｅ技术是一种短距离、低速率的无线通信技术，被广泛应用在无线传感网络的组建中。与其他无线通信技术相比，ＺｉｇＢｅｅ具有网络容量大、工作频段灵活、架构简单、功耗低、成本低、可靠性高、组网能力强和安全等优点［３，４］；……