2012年6月农机化研究第6期
基于Z i gB ee网络的节水灌溉自动控制系统研究 孙燕，曹成茂，马德贵
(安徽农业大学工学院，合肥230036)
摘要：针对农田环境的特点，介绍了一种基于zi gB∞技术的开发，并在此基础上研制了实时在线监控的自动节水灌溉系统。通过无线移动网络(T D—s cD M A)和I N T E R N E T的连接，实现数据远程传输至数据库服务器。远程监控中心下达命令唤醒子站，子站响应命令采集数据并传送到远程监控中心，从而指导灌溉。从硬件和软件方面描述了系统的设计及实现方法。实际应用表明：系统工作性能稳定．数据传输可靠，基本达到了设计要求。 关键词：数据采集；无线传感器网络；zi gB∞；节水灌溉 中图分类号：TP393；s126文献标识码：A文章编号：1003—1明X12012)06-0153—04
0引言
在推进农业信息化建设的实践中，发展高效节水灌溉农业是我国农业持续性发展的首要条件。作为一种全新的信息获取和处理技术，无线传感器网络凭借其功耗低、成本低、可靠性高等特点，已充分被利用到农业领域。例如，英特尔公司率先在俄勒冈州建立了第一个无线传感葡萄园，通过检测土壤湿度、温度以及有害物的数量来确保葡萄健康生长，从而获得大丰收…。中国农业科学院韩华峰等开发了基于zi g-B e e网络的温室环境远程监控系统，目前已在天津的宝坻、静海、宁河和北京等地温室安装运行，总体达到了预期的设计目标怛J。华南农业大学的樊志平等研制了柑橘园土壤墒情远程监控系统。该系统采用具有zi gB ee技术的xbee—PR O模块和E C H20型土壤水分传感器组成的传感器节点，部署于柑橘园的各个采集点对土壤墒情信息进行采集、预处理和无线发送等工作，通过远程监控中心系统实现远程传输和实时监控”J。本文考虑农田应用环境的特殊性，充分利用无线传感器网络的特点，设计了适用农业生产的自动节水灌溉控制系统，并在安徽农业大学实验基地进行了试验。该系统可实时检测土壤水分、空气温(湿)度以及冠层温度数据并且打印。
1系统总体设计及工作原理
收稿日期：2011一08一07
基金项目：安徽省高等学校省级自然科学研究项目(Ⅺ2011zl”)；科技部科技型中小企业技术创新基金项目(10c26213401639)
作者简介：孙燕(1978一)，女，安徽东至人，讲师。工学硕士，(E一盯-ai l) By，【kl l9@si n8．咖o
1．1系统总体设计
为了达到实时远程监控与管理的目的，设计了无线自动节水灌溉控制系统，总体结构如图l所示。它大致可分为3部分：基于zi gBee无线传感器网络的子站、TD—SC D M A网、远程监控中心。子站实现数据采集、数据存储显示、数据的通信；T D—sC D M A网实现远程监控中心与子站的通信；远程监控中心配有数据库和PC机，能实现用户管理、子站管理、数据管理、日志管理以及智能决策。
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图l系统总体结构图
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1．2系统工作原理
系统的工作方式采用命令应答方式，远程监控中心下达命令，子站对发出的地址信息进行处理与甄别，若与本机地址相符则执行命令。传感器节点将土壤水分传感器、温湿度传感器以及红外热电偶温度传感器采集的数据经信号处理、A／D转换后送到微处理器。微处理器对采集过来的进行编码并对编码加起始位和校验码，构成传输的帧，帧信号153
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