论文部分内容阅读
二十世纪八十年代以来,以计算机技术、光纤及卫星通信技术等为特征的信息化浪潮遍及全球,信息化已经成为衡量一个国家的现代化水平和综合国力的重要指标。众所周知,我国是一个地少人多的国家,因此农业现代化已经成为我国社会主义现代化建设的重要战略目标之一,即将现代科技应用到农业生产中,从而推动我国农业由传统农业向精细农业转变。农田环境监测系统能为精细农业管理提供科学依据,提高对农田环境的监控能力,一直以来都是重点研究方向。农田环境监测通过对监测区域内的温度、湿度、光照强度以及CO2浓度等参数进行监测,为农业精细化提供支撑,对提高生产效率、农作物的产量和质量以及降低生产成本具有十分重大的意义。本文中农田环境监测系统采用ZigBee无线通讯技术,从而避免了传统农田环境监测系统的繁琐的布线问题,大大提高了系统的可靠性。Zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议,根据这个协议制定的技术是一种无线双向网络技术,具有短距离、低复杂度、低速率、低功耗、低成本等特点,主要应用在低功耗、传输速率低与短距离的各种类型电子设备,用于这些电子设备之间进行数据传输。目前,ZigBee主要在工业网络测控、环境监测、家庭自动化、医学、智能建筑等领域应用,而且能够嵌入到各种设备中,然而在田间信息采集中还是很少被使用,因此本文以适合农田环境监测的无线通信技术为基础,对基于ZigBee技术的农田环境监测系统中信息的采集、传输、汇聚等进行研究。本文将ZigBee技术应用到田间信息采集系统中,主要完成了节点的软、硬件设计工作。节点采用模块化设计思想,主要包括农田信息采集模块、ZigBee无线通信模块及其外围电路等。本文采用STC89C52作为节点的主控芯片,CC2430作为无线收发芯片,主控芯片和CC2430芯片通过SPI总线进行SPI总线进行数据通信和命令发送。使用数字式的温度传感器DS18B20、HS1101湿度传感器、BYT20YSCGJ光照强度传感器和CO2浓度传感器6004等对农田信息进行采集。软件程序主要是在Z-Stack协议栈的基础上进行的程序设计,包括数据采集程序、组网程序、无线通信程序。通过一系列的实验证明,本系统能够实现快速组网和数据传输的功能。