基于ZigBee/GPRS的作物生长环境因子远程监测系统研究

【摘要】作物生长环境中的土壤温度、土壤湿度、光照度、二氧化碳浓度、空气温度和空气湿度等环境信息与作物生长过程中的养分吸收、病虫害防治等有着密切的联系。准确、实时的采集、分析和记录作物生长环境信息对指导农业生产与管理以及作物研究有着重要的意义。针对目前采集作物生长环境信息的方法存在灵活性和扩展性低、系统监测参数和监测点单一等缺点,不能满足现代农业精准化耕作的要求,本文采用ZigBee网络、GPRS和组态软件开发了一套作物生长环境信息远程监测系统。本系统监测土壤温度、土壤湿度、光照度、二氧化碳浓度、空气温度和空气湿度六个参数。系统初步设计七个监测点,根据监测的实际需要,系统能快速增加监测参数和监测点数量,具有良好的扩展性。主要研究内容有：1.建立了ZigBee无线网络和监测系统的数据传输路径。采用网状拓扑结构建立ZigBee无线网络。网络中的一个路由节点在初始建立网络时充当协调器,发起ZigBee的建立。建立好整个网络后,起着路由器的作用,而其他的路由节点和汇聚节点在整个网络运行过程中不变。ZigBee网络中,数据以透传方式传输到IPMODEM。数据的远程传输采用GPRS网络。采用端口映射的方式,实现上位机数据的采集。2.开发上位机监测平台。基于组态王平台,采用命令语言、图形语言、C语言开发了系统的上位机,实现了作物生长环境信息的采集、分析、处理和在线访问等功能。3.测试并分析了ZigBee的网络参数以及监测系统的各项性能。理论估算了ZigBee的最大通信距离为1691.99m。在雨天和晴天测试了ZigBee网络的实际通信距离,分别是1680m和1520m,误差分别为7.09%和10.17%,并且分析了理论通信范围内的丢包率。通过分析]RSSI值,确定了室外防护箱在甘蔗地的最佳安装高度为2.8m。系统开发完成后,对监测系统的数据采集、显示、分析等功能进行了测试和分析,达到了设计目的,满足监测系统的要求。
【作者】肖乾虎；
【导师】翁绍捷；
【作者基本信息】海南大学，农业机械化工程，2014，硕士
【关键词】监测系统；作物生长环境信息；ZigBee；Modbus；GPRS；组态王；

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