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无线传感器网络在农田温湿度信息采集中的构建与应用

孙艳红  
【摘要】:21世纪的农业是信息农业,深化信息技术在农业领域中的应用势在必行。精准农业是当今世界农业发展的新潮流,是未来我国农业可持续发展的必经之路。如何及时获得准确有效地作物生长环境信息,成为了开展精准农业实践的必要条件。 发展精准农业需要大量有效和及时准确的农田环境信息和作物生长发育信息。本文通过构建无线传感器网络实现了农田信息采集,对农作物生长环境进行监测,采集它们在生长周期内的温度、湿度等信息,以便农业管理人员及时调整农作物的生长环境,从而在较大程度上保证农作物具备适宜的生长环境,使农作物获得丰收。 本文的主要内容如下: 1.本文首先分析了无线传感器网络的国内外研究现状,指出了无线传感器应用于农业领域的广阔前景。 2.根据农田及环境的特点,制定了无线传感器网络的体系结构由传感器节点、网络协调器、基站及终端组成。并且,提出了适合农田信息采集的传感器节点由传感器单元、无线传输单元、微控制器单元和供电单元四部分组成。 3.分析了ZigBee技术及协议的架构,分别从物理层、介质访问控制层、网络层和应用层进行详细的阐述。 4.针对农田温湿度信息采集构建了基于ZigBee协议的无线传感器网络。采用JN5139为核心芯片的传感器板搭建网络的硬件平台;根据网络中协调器、路由器、终端节点三种设备任务的不同,利用Code::Blocks软件完成不同功能设备的代码编辑和编译工作,再通过Flashgrammer将完成不同功能的二进制代码下载到对应的设备节点中,使节点按照烧写在其内部的程序自动运行,完成设定的功能;在进行设备功能定义时,需考虑多方面的内容,包括其通信机制、路由方案、休眠机制、时间同步等。 经过将网络投放到玉米田和小麦田环境下进行温湿度信息采集。结果表明无线传感器网络运转正常,采集到的数据具有较高的准确性和可靠性,达到了预期的目标,具有较强的应用价值。


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