农田环境的无线传感器网络监测系统设计与实现

来源 :福建农林大学 | 被引量 : 8次 | 上传用户:mytony
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农田环境参数对田间作物的生长和产量影响较大,为了促进作物健康生长,提高作物的产量和品质,须掌握农作物生长环境信息,并对农田环境信息实时采集和分析。本文在综述国内、外无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)与农业相结合研究现状基础上,紧扣现代农业对环境参数采集需精准、实时、操作便捷和远程控制的要求和特点,利用无线传感器网络技术设计并实现了一套以太阳能为能量供应的农田参数远程监测系统。本系统可对农(?)田环境中的大气温湿度、风速、风向、土壤温度和水分含量,以及光照强度进行监测,为作物育苗、栽培提供数据参考,进而提升作物的产量和产品质量。本研究以太阳能作为能源供应,采用TI公司生产的CC2530射频硬件模块和Zstack软件协议栈软件平台组建农田环境中的无线传感器网络,实现对环境各项参数采集。选用3G-DTU模块实现无线传感器网络与远程服务器之间数据远程传输,通过3G移动通信网络进行数据交互;农田环境远程数据监测中心采用浏览器/服务器(Bowse/Server,B/S)架构搭建,以MySql数据库作为农田环境参数的存储,在Java平台上利用Jfinal框架开发web服务器,远程监测中心实现了农田环境参数实时显示,历史数据查询,历史数据导出等功能。根据农田环境的监测要求,本系统在设计过程中对传感器进行选型和硬件电路模块化设计,并且传感器接口统一采用标准485总线通讯接口,方便软件开发,也易于传感器装卸操作。最后对该监测系统进行整体测试,利用summit-595空气温湿度计、标准水银温度计和TRIME-FM 土壤含水率等便携设备对节点采集的数据进行精度校验。结果表明传感器节点所采集的精度准确能满足农田信息参照的精度要求;同时合理的调节节点发射能量和节点距离能够有效提高网络数据传输的可靠性;经过测试表明本系统监测数据准确、操作简单、运行稳定,能够满足农田环境参数的监测要求,符合系统设计目标。
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