一、智能農(nóng)業(yè)概述

1.1、智能農(nóng)業(yè)

智能農(nóng)業(yè)無線監(jiān)控系統(tǒng)是一種結(jié)合了計(jì)算機(jī)自控技術(shù)、智能傳感技術(shù)等高科技手段的資源節(jié)約型高效設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)，它主要是根據(jù)環(huán)境的溫度、濕度、二氧化碳含量、光合有效輻射以及土壤狀況等因素，來控制溫室內(nèi)的各項(xiàng)指標(biāo)，以創(chuàng)造出適合作物生長的環(huán)境。很顯然如何能夠準(zhǔn)確、穩(wěn)定、方便的得到這些環(huán)境信息就成為整套系統(tǒng)的關(guān)鍵。隨著近幾年短距離無線通信的發(fā)展，新興的無線傳感網(wǎng)技術(shù)為智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中的傳感環(huán)節(jié)提供了有力的技術(shù)保障。

使用現(xiàn)在新興的無線傳輸技術(shù)和高精度的傳感器，根據(jù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)勞作的特點(diǎn)，本著定位、定時(shí)、定量的原則實(shí)施一整代化農(nóng)事操作技術(shù)與管理的系統(tǒng)，其基本涵義是根據(jù)作物生長的土壤性狀，調(diào)節(jié)對(duì)作物的投入，即一方面查清田塊內(nèi)部的土壤性狀與生產(chǎn)力空間變異，另一方面確定農(nóng)作物的生產(chǎn)目標(biāo)，進(jìn)行定位的“系統(tǒng)診斷、優(yōu)化配方、技術(shù)組裝、科學(xué)管理”，調(diào)動(dòng)土壤生產(chǎn)力，以最少的或的投入達(dá)到同等收入或更高的收入，并改善環(huán)境，高效地利用各類農(nóng)業(yè)資源，取得經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

1.2、監(jiān)控系統(tǒng)

智慧農(nóng)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)將物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備布設(shè)于農(nóng)田、園林、溫室等目標(biāo)區(qū)域，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)大量實(shí)時(shí)地采集溫度、濕度、光照、氣體濃度等環(huán)境信息，精準(zhǔn)地獲取土壤水分、壓實(shí)程度、電導(dǎo)率、pH值、氮素等土壤信息，這些信息在數(shù)據(jù)匯聚節(jié)點(diǎn)匯集，為精確調(diào)控提供了可靠依據(jù)。中心軟件對(duì)匯集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，幫助生產(chǎn)者有針對(duì)地投放農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料，智能地控制溫度、光照、換氣等動(dòng)作，從而更好地實(shí)現(xiàn)耕地資源的合理高效利用和農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化精準(zhǔn)管理，推進(jìn)我國耕地資源的高效管理和利用、農(nóng)田管理水平和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效能的提升。

二、智能農(nóng)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)

智能監(jiān)控系統(tǒng)由無線數(shù)據(jù)采集傳感器、開關(guān)控制器、數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)、電腦和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器組成，結(jié)構(gòu)如下圖。網(wǎng)關(guān)與采集器和控制器采用Zigbee傳感網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行無線連接，每個(gè)網(wǎng)關(guān)下面可同時(shí)連接上百個(gè)終端設(shè)備，且所有終端自動(dòng)組網(wǎng)，同步工作。網(wǎng)關(guān)與PC或網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器則通過以太網(wǎng)或移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)連接。網(wǎng)關(guān)在系統(tǒng)中處于核心地位，所有傳感器采集的數(shù)據(jù)都要匯集到監(jiān)控中心，所有對(duì)終端的控制指令也都要通過監(jiān)控中心向下發(fā)送。監(jiān)控內(nèi)置了強(qiáng)大的操作系統(tǒng)，可對(duì)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)和儲(chǔ)存。電腦通過網(wǎng)線或局域網(wǎng)直接登陸網(wǎng)關(guān)后，可進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置、采集網(wǎng)絡(luò)管理、查看數(shù)據(jù)、繪制圖表、導(dǎo)出數(shù)據(jù)等操作。監(jiān)控中心同時(shí)具備網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器功能，支持多用戶同時(shí)登陸網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器對(duì)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行查看。

2.1系統(tǒng)功能描述

無線數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器都提供了功能強(qiáng)大，且界面友好的軟件。用戶根據(jù)不同操作權(quán)限登陸網(wǎng)關(guān)或網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器后，可進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置、采集網(wǎng)絡(luò)管理、查看數(shù)據(jù)、繪制圖表、導(dǎo)出數(shù)據(jù)等操作。

　　1）系統(tǒng)監(jiān)控

　　所有用戶登陸后都可對(duì)傳感網(wǎng)內(nèi)所有在網(wǎng)傳感器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行查看，并支持分類查看和檢索的功能，針對(duì)選定的節(jié)點(diǎn)，系統(tǒng)可繪制曲線，方便用戶研究數(shù)據(jù)短期趨勢變化。

　　在查看歷史數(shù)據(jù)方面軟件也提供了很好的篩選功能，方便用戶準(zhǔn)確的掌握傳感器數(shù)值變化，并可以用繪制曲線的方式進(jìn)行趨勢的研究。

　　2）設(shè)備管理

　　在此界面下用戶可對(duì)無線傳感網(wǎng)內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)的認(rèn)證、組網(wǎng)、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和個(gè)性化信息進(jìn)行管理。此部分是網(wǎng)關(guān)的核心，也是整套無線監(jiān)控系統(tǒng)的核心，只有所有的無線采集器和控制器正常的組網(wǎng)后，數(shù)據(jù)上傳和控制操作才能實(shí)現(xiàn)。

　　3）報(bào)警管理

　　在報(bào)警管理模塊中，用戶可以單獨(dú)對(duì)某個(gè)采集器或批量對(duì)同類型的采集器進(jìn)行報(bào)警的設(shè)置，內(nèi)容包括數(shù)值上下限、是否開啟報(bào)警功能、發(fā)送報(bào)警短信的以及報(bào)警的電子郵件地址。當(dāng)有傳感器超過預(yù)設(shè)的限定值時(shí)，在監(jiān)控界面上會(huì)以紅色對(duì)該節(jié)點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)示，同時(shí)按照預(yù)設(shè)的報(bào)警方式進(jìn)行報(bào)警。軟件會(huì)對(duì)所有的報(bào)警進(jìn)行記錄，方便用戶查看。

　　4）數(shù)據(jù)維護(hù)

　　軟件提供數(shù)據(jù)維護(hù)的功能，其中包括所有傳感器數(shù)據(jù)的導(dǎo)出備份，網(wǎng)關(guān)設(shè)置的導(dǎo)入導(dǎo)出，網(wǎng)絡(luò)配置的導(dǎo)入導(dǎo)出等等。

　　5）控制管理

　　軟件支持手動(dòng)和自動(dòng)兩種方式對(duì)開關(guān)控制器進(jìn)行控制。手動(dòng)模式下，用戶可通過界面上的按鈕對(duì)如卷膜機(jī)、卷簾機(jī)、風(fēng)機(jī)等設(shè)備進(jìn)行開關(guān)控制。在自動(dòng)模式下，系統(tǒng)將按照用戶預(yù)先設(shè)定的策略對(duì)所有的設(shè)備進(jìn)行控制。用戶可以根據(jù)需求自己定義組合條件的控制策略。

　　6）系統(tǒng)設(shè)置

　　在系統(tǒng)設(shè)置模塊中，用戶可對(duì)網(wǎng)關(guān)工作模式進(jìn)行設(shè)定，決定網(wǎng)關(guān)是否要與公網(wǎng)服務(wù)器進(jìn)行通訊和數(shù)據(jù)上傳。另外用戶可在此模塊中，對(duì)諸如網(wǎng)關(guān)的局域網(wǎng)IP地址、動(dòng)態(tài)域名解析、GPRS等與網(wǎng)絡(luò)連接有關(guān)的參數(shù)進(jìn)行配置。

2.2系統(tǒng)組成

用戶監(jiān)控中心

通過計(jì)算機(jī)對(duì)農(nóng)業(yè)環(huán)境的溫度、濕度、光照、氣體、土壤溫濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測、圖像視頻監(jiān)控、曲線顯示、數(shù)據(jù)保存、數(shù)據(jù)處理等管理功能，同時(shí)根據(jù)監(jiān)測的信息對(duì)環(huán)境進(jìn)行控制，使植物生長在合適的環(huán)境中。系統(tǒng)具有多種界面顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)打印、數(shù)據(jù)查詢與統(tǒng)計(jì)、超限報(bào)戶管理等功能。系統(tǒng)支持?jǐn)?shù)據(jù)庫持久化存儲(chǔ)及Excel 格式數(shù)據(jù)導(dǎo)出。采用 mysql 開源數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)，支持報(bào)表打印、歷史曲線打印及在 Excel 里打印。通過輸入查詢時(shí)間，即可查詢所需被測點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù)記錄和曲線記錄?？山y(tǒng)計(jì)某個(gè)時(shí)段內(nèi)的溫濕度平均值。當(dāng)監(jiān)測數(shù)值達(dá)到報(bào)警條件時(shí)，以改變相應(yīng)數(shù)據(jù)顏色方式發(fā)出警報(bào)；

土壤溫度傳感器（可選配）

原理：

PT1000是鉑熱電阻，它的阻值會(huì)隨著溫度的變化而改變，當(dāng)PT1000在0℃的時(shí)候阻值為1000歐姆，它的阻值會(huì)隨著溫度上升成勻速增長?；赑T1000的這種特性，利用進(jìn)口芯片設(shè)計(jì)電路把電阻信號(hào)轉(zhuǎn)換為采集儀器常用的電壓或電流信號(hào)。

產(chǎn)品簡介

? 高精度的土壤溫度測量

? 體積小巧，埋設(shè)過程對(duì)土壤擾動(dòng)小，性能可靠

?IP68防護(hù)等級(jí)設(shè)計(jì)

? 傳感器結(jié)實(shí)、耐腐蝕

? 響應(yīng)速度快，<1秒

? 可選用電壓或電流輸出，電流輸出在長纜線傳輸?shù)臅r(shí)候

沒有信號(hào)衰減

技術(shù)規(guī)格：

量 程：-40℃～120℃

誤 差：±0.2℃

工作電壓：12V～24V

輸出信號(hào)：0～2V 或4～20mA

長 度：2米

最遠(yuǎn)引線長度：800米

響應(yīng)時(shí)間：<1 秒

穩(wěn)定時(shí)間：1秒

電路密封：防水塑料殼子+環(huán)氧樹脂

用途：

廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、溫室大棚培育、水文等地質(zhì)等方面土壤溫度的測量及研究。

全套產(chǎn)品附件：土壤溫度傳感器、產(chǎn)品使用說明書

土壤水分傳感器（可選配）

原理：

傳感器發(fā)射一定頻率的電磁波，電磁波沿探針傳輸，到達(dá)底部后返回，檢測探頭輸出的電壓，由于土壤介電常數(shù)的變化通常取決于土壤的含水量，由輸出電壓和水分的關(guān)系則可計(jì)算出土壤的含水量。

產(chǎn)品簡介

? 高精度的土壤濕度測量

? 體積小巧，埋設(shè)過程對(duì)土壤擾動(dòng)小，性能可靠

?IP68防護(hù)等級(jí)設(shè)計(jì)

? 傳感器結(jié)實(shí)、抗壓、耐腐蝕

? 響應(yīng)速度快，<1秒

? 可選用電壓或電流輸出，電流輸出在長纜線傳輸?shù)臅r(shí)候沒有信號(hào)衰減

技術(shù)規(guī)格：

測量參數(shù)：土壤容積含水率

量 程：0～(m3/m3)

探針長度：55mm

探針直徑：3mm

探針材料：不銹鋼

密封材料：環(huán)氧樹脂

測量精度：±3%

工作電壓：4～12V（電壓型）

12～24V（電流型）

輸出信號(hào)：0～2V （電壓型）

4～20mA（電流型）

電纜長度：1.5米

用途：

廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、溫室大棚培育、水文等地質(zhì)等方面土壤濕度的測量及研究。

全套產(chǎn)品附件：土壤濕度傳感器、產(chǎn)品使用說明書

光照傳感器（可選配）

原理：

采用*光電轉(zhuǎn)換模塊，將光照強(qiáng)度值轉(zhuǎn)化為電壓值，再經(jīng)調(diào)理電路將此電壓值轉(zhuǎn)換為0～2V或4～20mA

產(chǎn)品簡介

? 高精度的光照強(qiáng)度測量

? 體積小巧，

?IP65防護(hù)等級(jí)設(shè)計(jì)

? 傳感器結(jié)實(shí)、耐腐蝕

? 響應(yīng)速度快，<1秒

? 可選用電壓或電流輸出，電流輸出在長纜線傳輸?shù)臅r(shí)候沒有信號(hào)衰減

? 采用真實(shí)太陽光標(biāo)定，使光源影響最小

技術(shù)規(guī)格：

量 程：0～200000Lux

光譜范圍：400～700（nm）可見光

誤 差：±5%

工作電壓：DC5～24V（電壓型）

DC12～24V（電流型）

輸出信號(hào)：0～2V、0～5V、0～10V、0～20mA 、4～20mA

工作溫濕度:-20℃～60℃、0～70%RH

儲(chǔ)存溫濕度:-30℃～80℃、0～80%RH

大氣壓力:80～110KPa

長 度：3米

最遠(yuǎn)引線長度：800米(電流型)

響應(yīng)時(shí)間：<1 秒

穩(wěn)定時(shí)間：1秒

電路密封：防水塑料殼子

用途：

廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、溫室大棚培育、養(yǎng)殖、建筑的光照測量及研究。

全套產(chǎn)品附件：

光照傳感器、產(chǎn)品使用說明書

環(huán)境溫濕度傳感器（可選配）

原理：

采用瑞士主芯片采集溫濕度值，經(jīng)*調(diào)理電路轉(zhuǎn)化為0～2V或0～20mA輸出

產(chǎn)品簡介

? 高精度的環(huán)境溫濕度測量

?IP65防護(hù)等級(jí)設(shè)計(jì)

? 響應(yīng)速度快，<1秒

? 可選用電壓或電流輸出，電流輸出在長纜線傳輸?shù)臅r(shí)候沒有

信號(hào)衰減

? 采用瑞士傳感器主芯片

技術(shù)規(guī)格：

量 程：溫度：-30℃～70℃

濕度：0～RH

誤 差：溫度：±0.3℃

濕度：±3%RH

工作電壓：DC5～24V（電壓型）

DC12～24V（電流型）

輸出信號(hào)：0～2V 或0～20mA

線纜長度：3米

最遠(yuǎn)引線長度：800米(電流型)

響應(yīng)時(shí)間：<1 秒

穩(wěn)定時(shí)間：1秒

電路密封：防水塑料殼子+環(huán)氧樹脂

用途：

廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、溫室大棚培育、倉儲(chǔ)、運(yùn)輸、醫(yī)藥等方面環(huán)境溫度、濕度的測量及研究。

全套產(chǎn)品附件：

環(huán)境溫濕度傳感器、產(chǎn)品使用說明書

環(huán)境溫濕度傳感器（可選配）

原理：

采用瑞士主芯片采集溫濕度值，經(jīng)*調(diào)理電路轉(zhuǎn)化為0～2V或0～20mA輸出

產(chǎn)品簡介

? 高精度的環(huán)境溫濕度測量

?IP65防護(hù)等級(jí)設(shè)計(jì)

? 響應(yīng)速度快，<1秒

? 可選用電壓或電流輸出，電流輸出在長纜線傳輸?shù)臅r(shí)候沒有

信號(hào)衰減

? 采用瑞士傳感器主芯片

技術(shù)規(guī)格：

量 程：溫度：-30℃～70℃

濕度：0～RH

誤 差：溫度：±0.3℃

濕度：±3%RH

工作電壓：DC5～24V（電壓型）

DC12～24V（電流型）

輸出信號(hào)：0～2V 或0～20mA

線纜長度：3米

最遠(yuǎn)引線長度：800米(電流型)

響應(yīng)時(shí)間：<1 秒

穩(wěn)定時(shí)間：1秒

電路密封：防水塑料殼子+環(huán)氧樹脂

用途：

廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、溫室大棚培育、倉儲(chǔ)、運(yùn)輸、醫(yī)藥等方面環(huán)境溫度、濕度的測量及研究。

Zigbee自組網(wǎng)技術(shù)

ZigBee是一種無線連接，可工作在2.4GHz(流行)、868MHz(歐洲流行)和915 MHz(美國流行)3個(gè)頻段上,分別具有250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的傳輸速率，它的傳輸距離在10~75m的范圍內(nèi),但可以繼續(xù)增加。作為一種無線通信技術(shù)，ZigBee具有如下特點(diǎn)： 　　

1）低功耗:由于ZigBee的傳輸速率低,發(fā)射功率僅為1mW,而且采用了休眠模式，功耗低,因此ZigBee設(shè)備非常省電。據(jù)估算，ZigBee設(shè)備僅靠兩節(jié)5號(hào)電 池就可以維持長達(dá)6個(gè)月到2年左右的使用時(shí)間,這是其它無線設(shè)備的?！　?

2）成本低：ZigBee協(xié)議是免費(fèi)的，因此其產(chǎn)品成本比其他通信技術(shù)都要低。

3）時(shí)延短:通信時(shí)延和從休眠狀態(tài)激活的時(shí)延都非常短，典型的搜索設(shè)備時(shí)延30ms,休眠激活的時(shí)延是15ms,活動(dòng)設(shè)備信道接入的時(shí)延為15ms。因此ZigBee技術(shù)適用于對(duì)時(shí)延要求苛刻的無線控制(如工業(yè)控制場合等)應(yīng)用。

4）網(wǎng)絡(luò)容量大： 一個(gè)星型結(jié)構(gòu)的ZigBee網(wǎng)絡(luò)最多可以容納254個(gè)從設(shè)備和一個(gè)主設(shè)備， 一個(gè)區(qū)域內(nèi)可以同時(shí)存在最多100個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò),而且網(wǎng)絡(luò)組成靈活。

5）可靠:采取了碰撞避免策略，同時(shí)為需要固定帶寬的通信業(yè)務(wù)預(yù)留了專用時(shí)隙,避開了發(fā)送數(shù)據(jù)的競爭和沖突。MAC層采用了*確認(rèn)的數(shù)據(jù)傳輸模式， 每個(gè)發(fā)送的數(shù)據(jù)包都必須等待接收方的確認(rèn)信息。如果傳輸過程中出現(xiàn)問題可以進(jìn)行重發(fā)。 　　

6）安全：ZigBee提供了基于循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)的數(shù)據(jù)包完整性檢查功能,支持鑒權(quán)和認(rèn)證， 采用了AES-128的加密算法,各個(gè)應(yīng)用可以靈活確定其安全屬性。

GPRS無線通信技術(shù)

GPRS(GeneralPacket RadioService)是“通用分組無線服務(wù)”的英文簡稱，是中國移動(dòng)開辟的無線移動(dòng)服務(wù)業(yè)務(wù)。在許多方面具有明顯的優(yōu)勢：

1）網(wǎng)絡(luò)覆蓋面廣、接入范圍大，系統(tǒng)構(gòu)建便捷、運(yùn)行成本較低等特點(diǎn)。

2）傳輸速率較高，理論數(shù)據(jù)傳輸速率可高達(dá)171Ｋbps。

3）登錄和接入等待時(shí)間短，可快速建立連接。

4）提供實(shí)時(shí)在線功能，用戶將處于“永遠(yuǎn)在線”狀態(tài)，這將使訪問服務(wù)變得非常簡單、快速，幾乎不會(huì)出現(xiàn)“掉線”或信息丟失現(xiàn)象。

5）計(jì)費(fèi)合理，用戶只有在發(fā)送或接收數(shù)據(jù)期間才占用資源，即使用戶可以一直在線，但只按數(shù)據(jù)流量收取費(fèi)用。

GPRS上述優(yōu)勢特點(diǎn)非常適用于間歇的、突發(fā)的、頻繁的、小流量的數(shù)據(jù)傳輸，同時(shí)對(duì)偶有大流量數(shù)據(jù)傳輸也能承受。

三、系統(tǒng)優(yōu)勢分析

1、建立無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測平臺(tái)，對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的生長過程進(jìn)行全面監(jiān)管和精準(zhǔn)調(diào)控。

在監(jiān)控系統(tǒng)中，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的溫度傳感器、濕度傳感器、PH值傳感器、光傳感器、離子傳感器、生物傳感器、CO2傳感器等設(shè)備，檢測環(huán)境中的溫度、相對(duì)濕度、PH值、光照強(qiáng)度、土壤養(yǎng)分、CO2濃度等物理量參數(shù)，通過各種儀器儀表實(shí)時(shí)顯示或作為自動(dòng)控制的參變量參與到自動(dòng)控制中，保證農(nóng)作物有一個(gè)良好的、適宜的生長環(huán)境。遠(yuǎn)程控制的實(shí)現(xiàn)使技術(shù)人員在辦公室就能對(duì)多個(gè)大棚的環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測控制。采用無線網(wǎng)絡(luò)來測量來獲得作物生長的條件，可以為溫室精準(zhǔn)調(diào)控提供科學(xué)依據(jù)，達(dá)到增產(chǎn)、改善品質(zhì)、調(diào)節(jié)生長周期、提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。

2 開發(fā)基于物聯(lián)網(wǎng)感應(yīng)的農(nóng)業(yè)灌溉控制系統(tǒng)，達(dá)到節(jié)水、節(jié)能、高效的目的

利用傳感器感應(yīng)土壤的水分并控制灌溉系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)節(jié)水節(jié)能，可以構(gòu)建高效、低能耗、低投入、多功能的農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉平臺(tái)。

農(nóng)業(yè)灌溉是我國的用水大戶，其用水量約占總用水量的70％。據(jù)統(tǒng)計(jì)，因干旱我國糧食每年平均受災(zāi)面積達(dá)兩千萬公頃，損失糧食占全國因?yàn)?zāi)減產(chǎn)糧食的50％。長期以來，由于技術(shù)、管理水平落后，導(dǎo)致灌溉用水浪費(fèi)十分嚴(yán)重，農(nóng)業(yè)灌溉用水的利用率僅40％。如果根據(jù)監(jiān)測土壤墑情信息，實(shí)時(shí)控制灌溉時(shí)機(jī)和水量，可以有效提高用水效率。而人工定時(shí)測量墑情，不但耗費(fèi)大量人力，而且做不到實(shí)時(shí)監(jiān)控；采用有線測控系統(tǒng)，則需要較高的布線成本，不便于擴(kuò)展，而且給農(nóng)田耕作帶來不便。因此，設(shè)計(jì)一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由低功耗無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過ZigBee自組網(wǎng)方式構(gòu)成，從而避免了布線的不便、靈活性較差的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)土壤墑情的連續(xù)在線監(jiān)測，農(nóng)田節(jié)水灌溉的自動(dòng)化控制，既提高灌溉用水利用率，緩解我國水資源日趨緊張的矛盾，也為作物生長提供良好的生長環(huán)境。

3 構(gòu)建智能農(nóng)業(yè)信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)從生產(chǎn)到質(zhì)檢和運(yùn)輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)化和網(wǎng)絡(luò)化管理。

智能農(nóng)業(yè)監(jiān)控信息系統(tǒng)主要研究溫度、化學(xué)等多種傳感器對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的生長過程全程監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理；結(jié)合RFID電子標(biāo)簽在培育、生產(chǎn)、質(zhì)檢、運(yùn)輸?shù)冗^程中，進(jìn)行可識(shí)別的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理。本系統(tǒng)致力于構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)的專用農(nóng)業(yè)評(píng)估信息系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化。

四、監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用

基于物聯(lián)網(wǎng)的智能監(jiān)測系統(tǒng)可應(yīng)用于葡萄園、大棚、養(yǎng)殖場等場所，布設(shè)在養(yǎng)殖場或大棚中的無線傳感器節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)采集農(nóng)作物生長所需的空氣溫度，空氣濕度，土壤溫度，土壤濕度，光照強(qiáng)度，二氧化碳濃度等參數(shù)，并通過一種低功耗自組網(wǎng)的短程無線通訊技術(shù)實(shí)現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)的傳輸，所有數(shù)據(jù)匯集到中心節(jié)點(diǎn)，通過一個(gè)無線網(wǎng)關(guān)與互聯(lián)網(wǎng)相連，利用手機(jī)或遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)可以實(shí)時(shí)掌握農(nóng)作物現(xiàn)場的環(huán)境狀態(tài)信息，專家系統(tǒng)根據(jù)環(huán)境參數(shù)診斷農(nóng)作物的生長狀況與病蟲害狀況。同時(shí)在環(huán)境參數(shù)超標(biāo)的情況下，系統(tǒng)可以遠(yuǎn)程對(duì)遮陽簾、風(fēng)機(jī)、灌溉裝置等進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的智能化管理。本系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)所有農(nóng)作物的監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)，農(nóng)作物研究人員或農(nóng)戶可以根據(jù)環(huán)境狀況制定合理的生產(chǎn)管理方案，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量與質(zhì)量，走品牌化的發(fā)展道路，提高農(nóng)作物的競爭力與生產(chǎn)效益。