苏世明

摘要：基于ZigBee无线组网技术，光伏技术、定向天线技术和无线电能传输（Wireless Power Transmission，WPT）等电子通信技术，实现在一定范围内实现对温度、温度、光照等重要環境因素的监测和调控，实现了作物生长环境的自动化监测。通过无线电能传输结合光伏供电保证了整个系统利用绿色能源运行。

关键词：智慧农业；无线电能传输；传感器网络；ZigBee

随着信息技术和智能化生产技术的发展，自动化电子设备在生产生活中得到了越来越多应用，[1]很多国家已经将智能化应用农业生产中，我国农业的主要生产方式还是传统的耕作方式，随之带来的水土流失和大量使用化肥所带来的环境污染等问题日益突出，需要一种可持续的发展方式取而代之，智慧农业是一个不错的选择。

1 应用背景

应用背景设定为面积为500m2的非露天的农业大棚。大棚长宽分别为50m和10m。系统负责大棚内的光照、温度和空气湿度。根据适合农作物的生长环境，在下表中给出这三项测量范围。[2]

鉴于大棚内的环境正常情况下不会突变，将数据采样间隔定为30分钟，每次数据采集处理后，传感器网络中各个终端节点进入低功耗模式，以降低能量的消耗。根据上表中设定各个测量值的范围，每次得到的数据，与各个测量值预设的范围进行比较，若超出参数的极限值，将发出相应的警告。

2 方案总体设计和要点

整个系统由ZigBee传感器网络、数据处理、能量供应3个部分构成。[3]传感器网络包括了测量环境变量的传感器和负责将数据发回控制中心的射频模块；数据处理部分由射频模块和数据处理器构成；能量供应部分主要由太阳能电池板、蓄电池和WPT模块构成，分别负责大棚内各个模块的供电。系统结构如图1所示。

3 实验结果

根据实际条件，对设计做了验证性实验。协调器作为通信主机将收到数据统一通过UART将收到的数据发送至核心控制器，核心控制器对数据进行拆分、显示和处理。如图2所示，核心控制器通过OLED显示的一个传感器节点所测得的各个数据。

4 结论

本文对基于ZigBee的智慧农业无线传感器网络的组成和实现进行了分析，根据实际条件，对设证实了方案的可行性，达到了预期的设计期望。

参考文献：

[1]杨大蓉.中国智慧农业产业发展策略[J].江苏农业科学，2014，42（04）：12.

[2]林凯强，刘德彬，黄晨晖，易金聪.基于Android和ZigBee的蔬菜大棚环境因子采集系统设计[J].福建电脑，2017，33（06）：2526+28.

[3]黄颖，张伟.基于物联网的智慧农业监控系统[J].物联网技术，2017，7（04）：3334.