长期以来,内蒙古中西部草原蝗虫频发对当地的牧业生产和草原生态环境造成严重破坏,对农牧民的生产、生活造成严重威胁,因而开展草原生态环境监测与蝗虫动态监测预警系统研究具有重要的意义。在该课题中,一个重要的问题就是要掌握蝗虫爆发机理与周边生存环境的关系,构建一个准确、方便的环境状态信息采集与监测手段是一个必须要解决的问题。本文提出的草原生态环境状态监测系统由感知层、网络通信层和应用层构成。感知层采用ZigBee技术搭建采集网络,每个节点连接传感器用于采集蝗虫的生活环境数据。节点主体采用微处理器STM32F103RBT6和CC2530模块结合,采用CC2591模块增大ZigBee模块通信距离。网络通信层由树莓派3代B型开发板构成,实现对ZigBee网络采集的数据和摄像头数据进行处理。应用层由Android手机和服务器构成,整个系统的网络通信采用MQTT(Message Queuing Telemetry Transport)协议,使监测数据能够远程实时传输同时将采集的数据存到MySQL数据库中。本文所设计的草原生态环境状态监测系统能够初步实现对草原环境中土壤温度、土壤湿度、光照强度、空气温度、空气湿度和草原图像信息的远程监测,并将环境数据在云端数据库中进行存储。同时,在硬件设计过程中预留出扩展端口,方便系统的后续升级和功能拓展。