與傳統(tong)方式相比(bi)，農業物聯網監測係統(tong)為農田信息獲取提供了一個嶄新的思路。物聯網是通過射(she)頻識別、全球定位係統(tong)、激(ji)光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，把任(ren)何物品與互聯網連接起來(lai)，進行信息交換和通訊(xun)，以(yi)實現智能化識別、定位、跟蹤、將(jiang)傳感節點布設於農田等目標區域，網絡節點大量實時、精確地采集溫度、濕度、光照、氣體(ti)濃(nong)度等環境信息，這些(xie)信息在數據彙聚節點彙集，網絡對彙集的數據進行分(fen)析(xi)，幫助生產者(zhe)有針(zhen)對地投放(fang)農業生產資料等，從(cong)而更好(hao)地實現耕地資源的合理高效利用和農業現代化精準管理，推進農業生產的高效管理、提升農業生產效能。應用農業物聯網監測係統(tong)重要組成的無線傳感器網絡進行農田土壤墒(shang)情信息獲取可以(yi)滿足(zu)快速、精確、連續測量的要求(qiu)。無線傳感器網絡作(zuo)為一種全新的信息獲取和處理技術，憑借其低功耗、低成本、高可靠性等特點，已逐漸滲(shen)透到農業領域。

隨著物聯網的出現，對於實施農田精準作(zuo)業過程，農田環境信息的采集則(ze)要求(qiu)更加精確、及時。當前，農田信息獲取的主要方式有：手持設備的人工獲取方式、基於GPRS監測方式和基於WLAN監測方式等。利用手持設備人工打點，來(lai)獲取農田土壤信息是最原(yuan)始的方式，該方式不(bu)但(dan)需(xu)要耗費(fei)大量的人力(li)、不(bu)具(ju)有實時性，而且數據的獲取量有限，顯然(ran)已不(bu)能滿足(zu)當前農田土壤墒(shang)情監測的需(xu)求(qiu)。而墒(shang)情監測係統(tong)主要由(you)低功耗無線傳感網絡節點通過ZigBee白組網方式構(gou)成，實現土壤墒(shang)情的連續在線監測。主要包含(han)兩個重要部分(fen)：即環境區域內的無線網絡部分(fen)及實現遠(yuan)程數據傳輸(shu)的通信網絡部分(fen)。無線網絡選擇(ze)星(xing)型網絡連接拓(tuo)撲；遠(yuan)程數據傳輸(shu)采用Internet實現，采用嵌入式Internet接入技術實現無線網絡與Internet網絡通信；以(yi)土壤的溫度、濕度等參數采集為模型完成監測區域內環境參數采集。從(cong)而滿足(zu)精準農業作(zuo)業對農田信息精確度、實時性等要求(qiu)。

1、無線傳感器網絡監測係統(tong)整體(ti)框架(jia)

無線傳感器網絡係統(tong)包含(han)兩個重要部分(fen)，即農田環境區域內的無線網絡部分(fen)及實現遠(yuan)程數據傳輸(shu)的通信網絡部分(fen)。

每個Zigbee終端連接傳感器完成數據采集，數據采集作(zuo)為Zigbee應用層應用對象以(yi)端口形(xing)式與協議棧(zhan)底層進行通信，數據從(cong)應用層傳輸(shu)到物理層。之後，物理層進行能量和空(kong)閑信道掃描檢測空(kong)閑信道，當得到空(kong)閑信道，物理射(she)頻模塊(kuai)將(jiang)數據以(yi)無線電波形(xing)式無線發送。協調器射(she)頻模塊(kuai)接收到數據包，物理層通知上層接收到數據，數據從(cong)物理層又(you)逐層向(xiang)上層傳輸(shu)，每向(xiang)上一層就去掉下層的包頭、包尾(wei)以(yi)這種形(xing)式將(jiang)數據包解包。當數據傳輸(shu)到協調器應用層，數據通過串(chuan)口發送到網絡模塊(kuai)，網絡模塊(kuai)采用網絡協議與Internet網絡連接，實現無線網絡與Internet網絡的對接。

2無線傳感器節點設計

本研究傳感器節點具(ju)有端節點和路由(you)的功能。一方麵(mian)實現數據采集和處理；一方麵(mian)實現數據融合和路由(you)，對本身采集的數據和收到的其他節點發送的數據進行綜(zong)合，轉(zhuan)發路由(you)到網關節點。傳感器網絡節點由(you)處理器單元、無線傳輸(shu)單元、傳感器單元和電源模塊(kuai)單元四部分(fen)組成。處理器單元是無線傳感器節點的核心，與其它單元一起完成數據采集、處理和收發；無線通信單元完成數據包的收發；傳感器模塊(kuai)完成環境數據的采集轉(zhuan)換；電源模塊(kuai)為整個節點係統(tong)提供能源支持。

3 係統(tong)技術指標

微功耗無線傳感器技術指標：1．功率為10roW；2．接收時電流<18mA，發射(she)電流小於或(huo)等於40mA；3．多信道模塊(kuai)標準配置提供4個信道；4．組網功能，達128隻無線傳感器的網絡；5．接口波特率為1200／2400／4800／9600／19200Bit／S，可設置；6電池選配450mAh。無線傳感器節點網絡設計采用Zigbee協議，采用星(xing)型拓(tuo)撲結構(gou)。該無線傳感器網絡監測係統(tong)在開(kai)發成功後，除區域農田土壤墒(shang)情信息監測之外(wai)，還可以(yi)廣泛應用於糧(liang)食儲(chu)備倉庫及蔬果、蛋肉存儲(chu)倉庫的溫度、濕度控製；廠(chang)房(fang)環境的溫度、濕度控製；實驗室環境的溫度、濕度控製等方麵(mian)，隨著物聯網應用範圍的擴大，其市(shi)場(chang)應用十分(fen)廣闊。