第一篇：基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用實(shí)踐課程設(shè)計(jì)

題 目: 基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 院(系): 計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院 專(zhuān)業(yè)年級(jí): 11級(jí)物聯(lián)網(wǎng)1班 姓 名:

郭盛功

學(xué) 號(hào): 112801012 指導(dǎo)教師: 馬維俊

摘要..................................................................................................................................................3 1 緒論.............................................................................................................................................4

1.1 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù).............................................................................................................4

1.1.1 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生背景.........................................................................................4 1.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)種植環(huán)境中的應(yīng)用.........................................................................5

1.2.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)種植環(huán)境的智能化管理.................................................5 1.2.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全有效監(jiān)管.....................................................5 基本原理.....................................................................................................................................6

2.1硬件方面............................................................................................................................6

2.1.1芯片SHT10介紹....................................................................................................6 2.1.2 CC2530介紹..........................................................................................................7 2.2 軟件方面.........................................................................................................................9

2.2.1 ZigBee技術(shù)..........................................................................................................9 2.2.2 ZigBee特點(diǎn)........................................................................................................11 2.2.3 ZigBee協(xié)議棧結(jié)構(gòu)..........................................................................................12 2.2.4 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)...............................................................................................15 3 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)種植環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì).......................................................................................17 3.1 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)種植環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)...................................................................17 3.2 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)種植環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)建構(gòu)...........................................................................17 3.3農(nóng)業(yè)種植監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建..................................................................................................18 3.3.1 系統(tǒng)硬件構(gòu)建...................................................................................................18 3.3.2 系統(tǒng)軟件構(gòu)建...................................................................................................18 3.3．3 編碼...................................................................................................................20 四 總結(jié)...........................................................................................................................................22 五 參考文獻(xiàn)...................................................................................................................................23 六 致謝信.......................................................................................................................................24

基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要

智慧農(nóng)業(yè)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高級(jí)階段，是集新興的互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)、云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為一體，依托部署在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的各種傳感節(jié)點(diǎn)（環(huán)境溫濕度、土壤水分、二氧化碳、圖像等）和無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的智能感知、智能預(yù)警、智能決策、智能分析、專(zhuān)家在線指導(dǎo)，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供精準(zhǔn)化種植、可視化管理、智能化決策。

基于Zigbee技術(shù)的智慧農(nóng)業(yè)解決方案，成本低廉，是一般人都能負(fù)擔(dān)的價(jià)格；控制更簡(jiǎn)單，讓每一位剛接觸的人都能輕松使用；功耗更低、組網(wǎng)更方便、網(wǎng)絡(luò)更健壯，給您帶來(lái)高科技的全新感受。您的溫室大棚規(guī)模越大，基于Zigbee技術(shù)的智慧農(nóng)業(yè)解決方案在使用中，要準(zhǔn)確及時(shí)地操控所有設(shè)備，最值得關(guān)注的應(yīng)該就是網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的穩(wěn)定性。鑒于溫室大棚的網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域比較廣泛，我們貼心為您呈現(xiàn)物聯(lián)無(wú)線組網(wǎng)！智慧農(nóng)業(yè)能有效連接物聯(lián)Internet通信網(wǎng)關(guān)和超出物聯(lián)Internet通信網(wǎng)關(guān)有效控制區(qū)域的其它Zigbee網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)中繼組網(wǎng)，擴(kuò)大覆蓋區(qū)域，并傳輸網(wǎng)關(guān)的控制命令到相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，達(dá)到預(yù)期傳輸和控制的效果。基于先進(jìn)的Zigbee技術(shù)，物聯(lián)無(wú)線中繼器無(wú)需接入網(wǎng)線，就可自行中繼組網(wǎng)，擴(kuò)散網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，讓您的網(wǎng)絡(luò)靈活順暢運(yùn)行，保障您的所有設(shè)備正常運(yùn)行。主要采集溫濕度，從而控制農(nóng)植物的水分和光照。

關(guān)鍵詞：Zigbee，CC2530，智慧農(nóng)業(yè)，云計(jì)算，物聯(lián)網(wǎng)緒論

農(nóng)業(yè)是關(guān)系著國(guó)計(jì)民生的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，我國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)在向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中面臨著確保農(nóng)產(chǎn)品總量、調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)和質(zhì)量，改善生產(chǎn)效益低下、資源嚴(yán)重不足且利用率低、環(huán)境污染等問(wèn)題而不能適應(yīng)農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展的需要。因此，關(guān)于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究勢(shì)在必行。物聯(lián)網(wǎng)是以感知為目的的，實(shí)現(xiàn)人與人、人與物、物與物全面互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)可以很好地應(yīng)用到諸多領(lǐng)域，農(nóng)業(yè)即是其中之一。

文章在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的背景下，設(shè)計(jì)了農(nóng)業(yè)中最為關(guān)鍵的種植環(huán)境智能化檢測(cè)系統(tǒng)，一方面對(duì)其中的關(guān)鍵技術(shù)種植檢測(cè)硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要包括農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)管系列傳感器，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)通過(guò)模塊采集溫濕度光照登信息，經(jīng)由無(wú)線收發(fā)模塊傳輸數(shù)據(jù)，通過(guò)后臺(tái)管理實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境信息的遠(yuǎn)程控制，隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整和處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境信息的遠(yuǎn)程控制。另一方面是設(shè)計(jì)了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)下種植環(huán)境監(jiān)控平臺(tái)。文章旨在設(shè)計(jì)出基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)種植環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，能夠極大地推進(jìn)高現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的自動(dòng)化、智能化水平，降低資源占有率，提高農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)效率及產(chǎn)品的質(zhì)量。

1.1 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

1.1.1 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生背景

農(nóng)業(yè)信息技術(shù)是我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技的重要內(nèi)容，大力推進(jìn)“信息化與農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化融合”是我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展方向。“農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)”即利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，即通過(guò)相應(yīng)的智能傳感器設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控農(nóng)業(yè)種植環(huán)境，并將各個(gè)相應(yīng)的數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)采集設(shè)備，經(jīng)過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)傳送到信息控制中心，進(jìn)而對(duì)農(nóng)業(yè)種植環(huán)境進(jìn)行調(diào)節(jié)，智能控制農(nóng)作物健康生長(zhǎng)所需環(huán)境如溫度、濕度以及光照、土壤溫度、含水量，及時(shí)灌溉系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)種植綜合生態(tài)信息的自動(dòng)檢測(cè)，對(duì)環(huán)境進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)控。1.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)種植環(huán)境中的應(yīng)用

1.2.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)種植環(huán)境的智能化管理

通過(guò)在農(nóng)業(yè)種植系統(tǒng)中安裝相應(yīng)的只能控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整農(nóng)作物種植環(huán)境中各個(gè)參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)掌握農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境的一些參數(shù)，并根據(jù)參數(shù)變化適時(shí)調(diào)控來(lái)掌控農(nóng)作物最佳的生長(zhǎng)環(huán)境，將生物信息獲取方法應(yīng)用于無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)，為溫室精準(zhǔn)調(diào)控提供科學(xué)依據(jù)。

1.2.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全有效監(jiān)管

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠通過(guò)廣泛采用電子標(biāo)識(shí)、條形碼、傳感器網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)中間件和網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品從生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)、交易信息的透明化和實(shí)時(shí)監(jiān)控，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品從農(nóng)田到餐桌的全程可管可控，農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全有效地監(jiān)管。基本原理

本實(shí)驗(yàn)將使用CC2530讀取溫濕度傳感器SHT10的溫度和濕度數(shù)據(jù)，并通過(guò)CC2530內(nèi)部的ADC得到光照傳感器的數(shù)據(jù)。最后將采樣到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換然后在LCD上顯示。其中對(duì)溫濕度的讀取是利用CC2530的I/O（P1.0和P1.1）模擬一個(gè)類(lèi)IIC的過(guò)程。對(duì)光照的采集使用內(nèi)部的AIN0通道。

2.1硬件方面

2.1.1芯片SHT10介紹

SHT10 是一款高度集成的溫濕度傳感器芯片，提供全標(biāo)定的數(shù)字輸出。它采用專(zhuān)利的CMOSens 技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。傳感器包括一個(gè)電容性聚合體測(cè)濕敏感元件、一個(gè)用能隙材料制成的測(cè)溫元件，并在同一芯片上，與 14 位的 A/D 轉(zhuǎn)換器以及串行接口電路實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接。SHT10 引腳特性如下：

1.VDD，GND SHT10 的供電電壓為 2.4~5.5V。傳感器上電后，要等待 11ms 以越過(guò)“休眠”狀態(tài)。在此期間無(wú)需發(fā)送任何指令。電源引腳（VDD，GND）之間可增加一個(gè) 100nF 的電容，用以去耦濾波。

2.SCK 用于微處理器與 SHT10 之間的通訊同步。由于接口包含了完全靜態(tài)邏輯，因而不存在最小 SCK 頻率。

3.DATA 三態(tài)門(mén)用于數(shù)據(jù)的讀取。DATA 在 SCK 時(shí)鐘下降沿之后改變狀態(tài)，并僅在 SCK 時(shí)鐘上升沿有效。數(shù)據(jù)傳輸期間，在 SCK 時(shí)鐘高電平時(shí)，DATA 必須保持穩(wěn)定。為避免信號(hào)沖突，微處理器應(yīng)驅(qū)動(dòng) DATA 在低電平。需要一個(gè)外部的上拉電阻（例如：10kΩ）將信號(hào)提拉至高電平。上拉電阻通常已包含在微處理器的 I/O 電路中。

向 SHT10 發(fā)送命令：

用一組“ 啟動(dòng)傳輸”時(shí)序，來(lái)表示數(shù)據(jù)傳輸?shù)某跏蓟Ｋǎ寒?dāng) SCK 時(shí)鐘高電平時(shí)DATA 翻轉(zhuǎn)為低電平，緊接著 SCK 變?yōu)榈碗娖剑S后是在 SCK 時(shí)鐘高電平時(shí) DATA 翻轉(zhuǎn)為高電平。后續(xù)命令包含三個(gè)地址位（目前只支持“000”，和五個(gè)命令位。SHT10 會(huì)以下述方）式表示已正確地接收到指令：在第 8 個(gè) SCK 時(shí)鐘的下降沿之后，將 DATA 拉為低電平（ACK位）。在第 9 個(gè) SCK 時(shí)鐘的下降沿之后，釋放 DATA（恢復(fù)高電平）。

測(cè)量時(shí)序(RH 和 T)：

發(fā)布一組測(cè)量命令（‘00000101’表示相對(duì)濕度 RH，‘00000011’表示溫度 T）后，控制器要等待測(cè)量結(jié)束。這個(gè)過(guò)程需要大約 11/55/210ms，分別對(duì)應(yīng) 8/12/14bit 測(cè)量。確切的時(shí)間隨內(nèi)部晶振速度，最多有±15%變化。SHTxx 通過(guò)下拉 DATA 至低電平并進(jìn)入空閑模式，表示測(cè)量的結(jié)束。控制器在再次觸發(fā) SCK 時(shí)鐘前，必須等待這個(gè)“數(shù)據(jù)備妥”信號(hào)來(lái)讀出數(shù)據(jù)。檢測(cè)數(shù)據(jù)可以先被存儲(chǔ)，這樣控制器可以繼續(xù)執(zhí)行其它任務(wù)在需要時(shí)再讀出數(shù)據(jù)。接著傳輸 2 個(gè)字節(jié)的測(cè)量數(shù)據(jù)和 1 個(gè)字節(jié)的 CRC 奇偶校驗(yàn)。需要通過(guò)下拉 DATA 為低電平，uC以確認(rèn)每個(gè)字節(jié)。所有的數(shù)據(jù)從 MSB 開(kāi)始，右值有效（例如：對(duì)于 12bit 數(shù)據(jù)，從第 5 個(gè)SCK 時(shí)鐘起算作 MSB； 而對(duì)于 8bit 數(shù)據(jù)，首字節(jié)則無(wú)意義）。用 CRC 數(shù)據(jù)的確認(rèn)位，表明通訊結(jié)束。如果不使用 CRC-8 校驗(yàn)，控制器可以在測(cè)量值 LSB 后，通過(guò)保持確認(rèn)位 ack 高電平，來(lái)中止通訊。在測(cè)量和通訊結(jié)束后，SHTxx 自動(dòng)轉(zhuǎn)入休眠模式。通訊復(fù)位時(shí)序：

如果與 SHTxx 通訊中斷，下列信號(hào)時(shí)序可以復(fù)位串口：當(dāng) DATA 保持高電平時(shí)，觸發(fā)SCK 時(shí)鐘 9 次或更多。在下一次指令前，發(fā)送一個(gè)“傳輸啟動(dòng)”時(shí)序。這些時(shí)序只復(fù)位串口，狀態(tài)寄存器內(nèi)容仍然保留。2.1.2 CC2530介紹

CC2530 是基于2.4-GHz IEEE802.15.4、ZigBee 和RF4CE 上的一個(gè)片上系統(tǒng)解決方案。其特點(diǎn)是以極低的總材料成本建立較為強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。CC2530 芯片結(jié)合了RF 收發(fā)器，增強(qiáng)型8051 CPU，系統(tǒng)內(nèi)可編程閃存，8-KB RAM 和許多其他模塊的強(qiáng)大的功能。如今CC2530 主要有四種不同的閃存版本：CC2530F32/64/128/256，分別具有32/64/128/256KB 的閃存。其具有多種運(yùn)行模式，使得它能滿足超低功耗系統(tǒng)的要求。同時(shí)CC2530運(yùn)行模式之間的轉(zhuǎn)換時(shí)間很短，使其進(jìn)一步降低能源消耗。

CC2530包括了1個(gè)高性能的2.4 GHz DSSS（直接序列擴(kuò)頻）射頻收發(fā)器核心和1個(gè)8051控制器，它具有32/64/128 kB可選擇的編程閃存和8 kB的RAM，還包括ADC、定時(shí)器、睡眠模式定時(shí)器、上電復(fù)位電路、掉電檢測(cè)電路和21個(gè)可編程I/O引腳，這樣很容易實(shí)現(xiàn)通信模塊的小型化。CC2530是一款功耗相當(dāng)?shù)偷膯纹瑱C(jī)，功耗模式3下電流消耗僅0.2μA，在32 k晶體時(shí)鐘下運(yùn)行，電流消耗小于1μA。

CC2530芯片使用直接正交上變頻發(fā)送數(shù)據(jù)。基帶信號(hào)的同相分量和正交分量由DAC轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，經(jīng)過(guò)低通濾波，變頻到所設(shè)定的信道上。當(dāng)需要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，先將要發(fā)送的數(shù)據(jù)寫(xiě)入128B的發(fā)送緩存中，包頭是通過(guò)硬件產(chǎn)生的。最后經(jīng)過(guò)低通濾波器和上變頻的混頻后，將射頻信號(hào)被調(diào)制到2.4GHz，后經(jīng)天線發(fā)送出去。CC2530有兩個(gè)端口分別為T(mén)X/RX，RF端口不需要外部的收發(fā)開(kāi)關(guān)，芯片內(nèi)部已集成了收發(fā)開(kāi)關(guān)。

CC2530的存儲(chǔ)器ST-M25PE16是4線的SPI通信模式的FLASH，可以整塊擦除，最大可以存儲(chǔ)2M個(gè)字節(jié)。工作電壓為2.7v到3.6v。

CC2530溫度傳感器模塊反向F型天線采用TI公司公布的2.4GHz倒F型天線設(shè)計(jì)。天線的最大增益為＋3.3dB，天線面積為25.7×7.5mm。該天線完全能夠滿足CC2530工作頻段的要求（CC2530工作頻段為2.400GHz～2.480GHz）。

圖1.CC2530芯片引腳

CC2530芯片引腳功能

AVDD1 28 電源（模擬）2-V–3.6-V 模擬電源連接 AVDD2 27 電源（模擬）2-V–3.6-V 模擬電源連接 AVDD3 24 電源（模擬）2-V–3.6-V 模擬電源連接 AVDD4 29 電源（模擬）2-V–3.6-V 模擬電源連接 AVDD5 21 電源（模擬）2-V–3.6-V 模擬電源連接 AVDD6 31 電源（模擬）2-V–3.6-V 模擬電源連接

DCOUPL 40 電源（數(shù)字）1.8V 數(shù)字電源去耦。不使用外部電路供應(yīng)。DVDD1 39 電源（數(shù)字）2-V–3.6-V 數(shù)字電源連接 DVDD2 10 電源（數(shù)字）2-V–3.6-V 數(shù)字電源連接 GND-接地 接地襯墊必須連接到一個(gè)堅(jiān)固的接地面。GND 1，2，3，4 未使用的連接到GND P0_0 19 數(shù)字I/O 端口0.0 P0_1 18 數(shù)字I/O 端口0.1 P0_2 17 數(shù)字I/O 端口0.2 P0_3 16 數(shù)字I/O 端口0.3 P0_4 15 數(shù)字I/O 端口0.4 P0_5 14 數(shù)字I/O 端口0.5 P0_6 13 數(shù)字I/O 端口0.6 P0_7 12 數(shù)字I/O 端口0.7 P1_0 11 數(shù)字I/O 端口1.0-20-mA 驅(qū)動(dòng)能力 P1_1 9 數(shù)字I/O 端口1.1-20-mA 驅(qū)動(dòng)能力 P1_2 8 數(shù)字I/O 端口1.2 P1_3 7 數(shù)字I/O 端口1.3 P1_4 6 數(shù)字I/O 端口1.4 P1_5 5 數(shù)字I/O 端口1.5 P1_6 38 數(shù)字I/O 端口1.6 P1_7 37 數(shù)字I/O 端口1.7 P2_0 36 數(shù)字I/O 端口2.0 P2_1 35 數(shù)字I/O 端口2.1 P2_2 34 數(shù)字I/O 端口2.2 P2_3 33 數(shù)字I/O 模擬端口2.3/32.768 kHz XOSC P2_4 32 數(shù)字I/O 模擬端口2.4/32.768 kHz XOSC RBIAS 30 模擬I/O 參考電流的外部精密偏置電阻 RESET_N 20 數(shù)字輸入 復(fù)位，活動(dòng)到低電平RF_N 26 RF I/O RX 期間負(fù)RF 輸入信號(hào)到LNA RF_P 25 RF I/O RX 期間正RF 輸入信號(hào)到LNA XOSC_Q1 22 模擬I/O 32-MHz 晶振引腳1或外部時(shí)鐘輸入 XOSC_Q2 23 模擬I/O 32-MHz 晶振引腳2 2.2 軟件方面

2.2.1 ZigBee技術(shù)

蜜蜂在發(fā)現(xiàn)花叢后會(huì)通過(guò)一種特殊的肢體語(yǔ)言來(lái)告知同伴新發(fā)現(xiàn)的食物源位置等信息，這種肢體語(yǔ)言就是ZigZag行舞蹈，是蜜蜂之間一種簡(jiǎn)單傳達(dá)信息的方式。借此意義Zigbee作為新一代無(wú)線通訊技術(shù)的命名。在此之前ZigBee也被稱(chēng)為“HomeRF Lite”、“RF-EasyLink”或“fireFly”無(wú)線電技術(shù)，統(tǒng)稱(chēng)為ZigBee。

簡(jiǎn)單的說(shuō)，ZigBee是一種高可靠的無(wú)線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)，類(lèi)似于CDMA和GSM網(wǎng)絡(luò)。ZigBee數(shù)傳模塊類(lèi)似于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)基站。通訊距離從標(biāo)準(zhǔn)的75m到幾百米、幾公里，并且支持無(wú)限擴(kuò)展。

ZigBee是一個(gè)由可多到65000個(gè)無(wú)線數(shù)傳模塊組成的一個(gè)無(wú)線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)，每一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)數(shù)傳模塊之間可以相互通信，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的距離可以從標(biāo)準(zhǔn)的75m無(wú)限擴(kuò)展。

與移動(dòng)通信的CDMA網(wǎng)或GSM網(wǎng)不同的是，ZigBee網(wǎng)絡(luò)主要是為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化控制數(shù)據(jù)傳輸而建立，因而，它必須具有簡(jiǎn)單，使用方便，工作可靠，價(jià)格低的特點(diǎn)。而移動(dòng)通信網(wǎng)主要是為語(yǔ)音通信而建立，每個(gè)基站價(jià)值一般都在百萬(wàn)元人民幣以上，而每個(gè)ZigBee“基站”卻不到1000元人民幣。每個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不僅本身可以作為監(jiān)控對(duì)象，例如其所連接的傳感器直接進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，還可以自動(dòng)中轉(zhuǎn)別的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)資料。除此之外，每一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(FFD)還可在自己信號(hào)覆蓋的范圍內(nèi)，和多個(gè)不承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)信息中轉(zhuǎn)任務(wù)的孤立的子節(jié)點(diǎn)(RFD)無(wú)線連接。

ZigBee技術(shù)是一種具有統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的短距離無(wú)線通信技術(shù)，其物理層和數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議為IEEE 802.15.4協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，網(wǎng)絡(luò)層和安全層由ZigBee聯(lián)盟制定，應(yīng)用層的開(kāi)發(fā)應(yīng)用根據(jù)用戶(hù)的應(yīng)用需要，對(duì)其進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用，因此該技術(shù)能夠?yàn)橛脩?hù)提供機(jī)動(dòng)、靈活的組網(wǎng)方式。

根據(jù)IEEE 802.15.4協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，ZigBee的工作頻段分為3個(gè)頻段，這3個(gè)工作頻段相距較大，而且在各頻段上的信道數(shù)據(jù)不同，因而，在該項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中，各頻段上的調(diào)制方式和傳輸速率不同。它們分別為 868MHz，915MHz和2.4GHz，其中2.4GHz頻段上分為16個(gè)信道，該頻段為全球通用的工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué)（indus-trial，scientific and medical，ISM）頻段，該頻段為免付費(fèi)、免申請(qǐng)的無(wú)線電頻段，在該頻段上，數(shù)據(jù)傳輸速率為 250Kb／s；另外兩個(gè)頻段為915／868MHz，其相應(yīng)的信道個(gè)數(shù)分別為10個(gè)和1個(gè)，傳輸速率分別為40Kb／s和ZOKb／s，868MHz和 915MHz無(wú)線電使用直接序列擴(kuò)頻技術(shù)和二進(jìn)制相移鍵控（BPSK）調(diào)制技術(shù)。2.4GHz無(wú)線電使用DSSS和偏移正交相移鍵控（O－QPSK）。

在組網(wǎng)性能上，ZigBee可以構(gòu)造為星形網(wǎng)絡(luò)或者點(diǎn)對(duì)點(diǎn)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)，在每一個(gè)ZigBee組成的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中，連接地址碼分為16b短地址或者64b長(zhǎng)地址，可容納的最大設(shè)各個(gè)數(shù)分別為216和264個(gè)，具有較大的網(wǎng)絡(luò)容量。在無(wú)線通信技術(shù)上，采用CSMA－CA方式，有效地避免了無(wú)線電載波之間的沖突，此外，為保證傳輸數(shù)據(jù)的可靠性，建立了完整的應(yīng)答通信協(xié)議。

ZigBee設(shè)備為低功耗設(shè)各，其發(fā)射輸出為 0～3.6dBm，通信距離為30～70m，具有能量檢測(cè)和鏈路質(zhì)量指示能力，根據(jù)這些檢測(cè)結(jié)果，設(shè)各可以自動(dòng)調(diào)整設(shè)各的發(fā)射功率，在保證通信鏈路質(zhì)量的條件下，最小地消耗設(shè)各能量。

為保證ZigBee設(shè)備之間通信數(shù)據(jù)的安全保密性，ZigBee技術(shù)采用了密鑰長(zhǎng)度為128位的加密算法，對(duì)所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息進(jìn)行加密處理。

2.2.2 ZigBee特點(diǎn)

ZigBee技術(shù)則致力于提供一種廉價(jià)的固定、便攜或者移動(dòng)設(shè)各使用的極低復(fù)雜度、成本和功耗的低速率無(wú)線通信技術(shù)。這種無(wú)線通信技術(shù)具有如下特點(diǎn)：

（1）數(shù)據(jù)傳輸速率低

只有10～250Kb／s，專(zhuān)注于低傳輸速率應(yīng)用。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)不傳輸語(yǔ)音、視頻之類(lèi)的大數(shù)據(jù)量的采集數(shù)據(jù)，僅僅傳輸一些采集到的溫度、濕度之類(lèi)的簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)。

（2）功耗低

工作模式情況下，ZigBee技術(shù)傳輸速率低，傳輸數(shù)據(jù)量很小，因此信號(hào)的收發(fā)時(shí)間很短，其次在非工作模式時(shí)，ZigBee節(jié)點(diǎn)處于休眠模式，耗電量?jī)H僅只有1μW。設(shè)各搜索時(shí)延一般為 30ms，休眠激活時(shí)延為15ms，活動(dòng)設(shè)備信道接人時(shí)延為15ms。由于工作時(shí)間較短、收發(fā)信息功耗較低且采用了休眠模式，使得ZigBee設(shè)各非常省電，ZigBee節(jié)點(diǎn)的電池工作時(shí)間可以長(zhǎng)達(dá)6個(gè)月到2年左右。同時(shí)，由于電池時(shí)間取決于很多因素，例如電池種類(lèi)、容量和應(yīng)用場(chǎng)合，ZigBee技術(shù)在協(xié)議上對(duì)電池使用也作了優(yōu)化。對(duì)于典型應(yīng)用，堿性電池可以使用數(shù)年，對(duì)于某些工作時(shí)間和總時(shí)間（工作時(shí)間＋休眠時(shí)間）之比小于t％的情況，電池的壽命甚至可以超過(guò)1年。（3）數(shù)據(jù)傳輸可靠

ZigBee的介質(zhì)鏈路層（以MAC層）采用CSMA－CA碰撞避免機(jī)制。在這種完全確認(rèn)的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制下，當(dāng)有數(shù)據(jù)傳送需求時(shí)則立刻傳送，發(fā)送的每個(gè)數(shù)據(jù)包都必須等待接收方的確認(rèn)信息，并進(jìn)行確認(rèn)信息回復(fù)，若沒(méi)有得到確認(rèn)信息的回復(fù)就表示發(fā)生了碰撞，將再傳一次，采用這種方法可以提高系統(tǒng)信息傳輸?shù)目煽啃浴Ｍ瑫r(shí)為需要固定帶寬的通信業(yè)務(wù)預(yù)留了專(zhuān)用時(shí)隙，避免了發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)的竟?fàn)幒蜎_突。同時(shí)ZigBee針對(duì)時(shí)延敏感的應(yīng)用做了優(yōu)化，通信時(shí)延和休眠狀態(tài)激活的時(shí)延都非常短。（4）網(wǎng)絡(luò)容量大

ZigBee的低速率、低功耗和短距離傳輸?shù)奶攸c(diǎn)使它非常適宜支持簡(jiǎn)單器件。ZigBee定義了兩種器件：全功能器件（FFD）和簡(jiǎn)化功能器件（RFD）。網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器（coordinator）是一種全功能器件，而網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通常為簡(jiǎn)化功能器件。如果通過(guò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器組建無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)最多可以支持超過(guò)65 000個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，再加上各個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器可互相連接，整個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的數(shù)目將十分可觀。

（5）自動(dòng)動(dòng)態(tài)組網(wǎng)、自主路由

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是動(dòng)態(tài)變化的，無(wú)論是節(jié)點(diǎn)的能量耗盡，或者節(jié)點(diǎn)被敵人俘獲，都能使節(jié)點(diǎn)退出網(wǎng)絡(luò)，而且網(wǎng)絡(luò)的使用者也希望能在需要的時(shí)候向已有的網(wǎng)絡(luò)中加人新的傳感器節(jié)點(diǎn)。（6）兼容性

ZigBee技術(shù)與現(xiàn)有的控制網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)無(wú)縫集成。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器自動(dòng)建立網(wǎng)絡(luò)，采用CSMA-CA方式進(jìn)行信道接入。為了可靠傳遞，還提供全握手協(xié)議。

（7）安全性

ZigBee提供了數(shù)據(jù)完整性檢查和鑒權(quán)功能，在數(shù)據(jù)傳輸中提供了三級(jí)安全性。第一級(jí)實(shí)際是無(wú)安全方式，對(duì)于某種應(yīng)用，如果安全并不重要或者上層已經(jīng)提供足夠的安全保護(hù)，器件就可以選擇這種方式來(lái)轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)。對(duì)于第二級(jí)安全級(jí)別，器件可以使用接人控制清單（ACL）來(lái)防止非法器仵獲取數(shù)據(jù)。

在這一級(jí)不采取加密措施。第三級(jí)安全級(jí)別在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移中采用屬于高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)（AES）的對(duì)稱(chēng)密碼。AES可以用來(lái)保護(hù)數(shù)據(jù)凈荷和防止攻擊者冒充合法器件。

（8）實(shí)現(xiàn)成本低

模塊的初始成本估計(jì)在6美元左右，很快就能降到1.5～2.5美元，且ZigBee協(xié)議免專(zhuān)利費(fèi)用。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中可以具有成千上萬(wàn)的節(jié)點(diǎn)，如果不能?chē)?yán)格地控制節(jié)點(diǎn)的成本，那么網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模必將受到嚴(yán)重的制約，從而將嚴(yán)重地制約無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)大功能。2.2.3 ZigBee協(xié)議棧結(jié)構(gòu)

ZigBee技術(shù)的協(xié)議棧結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，不像諸如藍(lán)牙和其他網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這些網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)通常分為7層，而ZigBee技術(shù)僅分為4層。

在ZigBee技術(shù)中，PHY層和 MAC層采用IEEE 802.15.4協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，其中，PHY層提供了兩種類(lèi)型的服務(wù)：即通過(guò)物理層管理實(shí)體接口對(duì)PHY層數(shù)據(jù)和PHY層管理提供服務(wù)。PHY層數(shù)據(jù)服務(wù)可以通過(guò)無(wú)線物理信道發(fā)送和接收物理層協(xié)議數(shù)據(jù)單元來(lái)實(shí)現(xiàn)。

PHY層的特征是啟動(dòng)和關(guān)閉無(wú)線收發(fā)器，能量監(jiān)測(cè)，鏈路質(zhì)量，信道選擇，清除信道評(píng)估，以及通過(guò)物理介質(zhì)對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行發(fā)送和接收。同樣，MAC層也提供了兩種類(lèi)型的服務(wù)：通過(guò)MAC層管理實(shí)體服務(wù)接人點(diǎn)向MAC層數(shù)據(jù)和MAC層管理提供服務(wù)。MAC層數(shù)據(jù)服務(wù)可以通過(guò)PHY層數(shù)據(jù)服務(wù)發(fā)送和接收MAC層協(xié)議數(shù)據(jù)單元。

MAC層的具體特征是：信標(biāo)管理，信道接入，時(shí)隙管理，發(fā)送確認(rèn)幀，發(fā)送連接及斷開(kāi)連接請(qǐng)求。除此以外，MAC層為應(yīng)用合適的安全機(jī)制提供一些方法。

ZigBee技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)／安全層主要用于ZigBee的WPAN的組網(wǎng)連接、數(shù)據(jù)管理以及網(wǎng)絡(luò)安全等；應(yīng)用層主要為ZigBee技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用提供一些應(yīng)用框架模型等，以便對(duì)ZigBee技術(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)應(yīng)用。

圖2 ZigBee協(xié)議棧結(jié)構(gòu)圖

1.物理層

物理層由半雙工的無(wú)線收發(fā)器及其接口組成，主要作用是激活和關(guān)閉射頻收發(fā)器；檢測(cè)信道的能量；顯示收到數(shù)據(jù)包的鏈路質(zhì)量；空閑信道評(píng)估；選擇信道頻率；數(shù)據(jù)的接受和發(fā)送。

2.媒體訪問(wèn)控制層

媒體訪問(wèn)控制（MAC）層建立了一條節(jié)點(diǎn)和與其相鄰的節(jié)點(diǎn)之間可靠的數(shù)據(jù)傳輸鏈路，共享傳輸媒體，提高通信效率。在協(xié)調(diào)器的MAC層，可以產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)信標(biāo)，同步網(wǎng)絡(luò)信標(biāo)；支持ZigBee設(shè)備的關(guān)聯(lián)和取消關(guān)聯(lián)；支持設(shè)備加密；在信道訪問(wèn)方面，采用CSMA/CA信道退避算法，減少了碰撞概率；確保時(shí)隙分配（GTS）；支持信標(biāo)使能和非信標(biāo)使能兩種數(shù)據(jù)傳輸模式，為兩個(gè)對(duì)等的MAC實(shí)體提供可靠連接。

3.網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的建立和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)連接，主要功能包括設(shè)備連接和斷開(kāi)網(wǎng)絡(luò)時(shí)所采用的機(jī)制，以及在幀信息傳輸過(guò)程中所采用的安全性機(jī)制。此外，還包括設(shè)備的路由發(fā)現(xiàn)和路由維護(hù)和轉(zhuǎn)交。并且，網(wǎng)絡(luò)層完成對(duì)一跳(one—hop)鄰居設(shè)備的發(fā)現(xiàn)和相關(guān)結(jié)點(diǎn)信息的存儲(chǔ)。一個(gè)ZigBee協(xié)調(diào)器創(chuàng)建一個(gè)新網(wǎng)絡(luò)，為新加入的設(shè)備分配短地址等。并且，網(wǎng)絡(luò)層還提供一些必要的函數(shù)，確保ZigBee的MAC層正常工作，并且為應(yīng)用層提供合適的服務(wù)接口。

網(wǎng)絡(luò)層要求能夠很好地完成在IEEE 802．15．4標(biāo)準(zhǔn)中MAC子層所定義的功能，同時(shí)，又要為應(yīng)用層提供適當(dāng)?shù)姆?wù)接口。為了與應(yīng)用層進(jìn)行更好的通信，網(wǎng)絡(luò)層中定義了兩種服務(wù)實(shí)體來(lái)實(shí)現(xiàn)必要的功能。這兩個(gè)服務(wù)實(shí)體是數(shù)據(jù)服務(wù)實(shí)體(NLDE)和管理服務(wù)實(shí)體(NLME)。網(wǎng)絡(luò)層的NLDE通過(guò)數(shù)據(jù)服務(wù)實(shí)體服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)(NLDE—SAP)來(lái)提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，NLME通過(guò)管理服務(wù)實(shí)體服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)(NLME—SAP)來(lái)提供管理服務(wù)。NLME可以利用NLDE來(lái)激活它的管理工作，它還具有對(duì)網(wǎng)絡(luò)層信息數(shù)據(jù)庫(kù)(NIB)進(jìn)行維護(hù)的功能。在這個(gè)圖中直觀地給出了網(wǎng)絡(luò)層所提供的實(shí)體和服務(wù)接口等。

NLDE提供的數(shù)據(jù)服務(wù)允許在處于同一應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)中的兩個(gè)或多個(gè)設(shè)備之間傳輸應(yīng)用協(xié)議數(shù)據(jù)單元(APDU)。NLDE提供的服務(wù)有：產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)協(xié)議數(shù)據(jù)單元(NPDU)和選擇通信路由。選擇通信路由，在通信中，NLDE要發(fā)送一個(gè)NPDU到一個(gè)合適的設(shè)備，這個(gè)設(shè)備可能是通信的終點(diǎn)也可能只是通信鏈路中的一個(gè)點(diǎn)。NLME需提供一個(gè)管理服務(wù)以允許一個(gè)應(yīng)用來(lái)與協(xié)議棧操作進(jìn)行交互。NLME需要提供以下服務(wù)：①配置一個(gè)新的設(shè)備(configuring a new device)。具有充分配置所需操作棧的能力。配置選項(xiàng)包括：ZigBee協(xié)調(diào)器的開(kāi)始操作，加入一個(gè)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)等。

4.應(yīng)用層

應(yīng)用層包括三部分：應(yīng)用支持子層（APS）、ZigBee設(shè)備對(duì)象（ZDO）和應(yīng)用框架（AF）。應(yīng)用支持子層的任務(wù)是提取網(wǎng)絡(luò)層的信息并將信息發(fā)送到運(yùn)行在節(jié)點(diǎn)上的不同應(yīng)用端點(diǎn)。應(yīng)用支持子層維護(hù)了一個(gè)綁定表，可以定義、增加或移除組信息；完成64位長(zhǎng)地址（IEEE地址）與16位短地址（網(wǎng)絡(luò)地址）一對(duì)一映射；實(shí)現(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)的分割與重組；應(yīng)用支持子層連接網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，是它們之間的接口。這個(gè)接口由兩個(gè)服務(wù)實(shí)體提供：APS數(shù)據(jù)實(shí)體（APSDE）和APS管理實(shí)體（APSME）。APS數(shù)據(jù)實(shí)體為網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，它會(huì)拆分和重組大于最大荷載量的數(shù)據(jù)包。APS管理實(shí)體提供安全服務(wù)，節(jié)點(diǎn)綁定，建立和移除組地址，負(fù)責(zé)64位IEEE地址與16位網(wǎng)絡(luò)地址的地址映射[4]。

ZigBee設(shè)備對(duì)象負(fù)責(zé)設(shè)備的所有管理工作，包括設(shè)定該設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中的角色（協(xié)調(diào)器、路由器或終端設(shè)備），發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備，確定這些設(shè)備能提供的功能，發(fā)起或響應(yīng)綁定請(qǐng)求，完成設(shè)備之間建立安全的關(guān)聯(lián)等。用戶(hù)在開(kāi)發(fā)ZigBee產(chǎn)品時(shí)，需要在ZigBee協(xié)議棧的AF上附加應(yīng)用端點(diǎn)，調(diào)用ZDO功能以發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上的其他設(shè)備和服務(wù)，管理綁定、安全和其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)置。ZDO是一個(gè)特殊的應(yīng)用對(duì)象，它駐留在每一個(gè)ZigBee節(jié)點(diǎn)上，其端點(diǎn)編號(hào)固定為0。

AF應(yīng)用框架是應(yīng)用層與APS層的接口。它負(fù)責(zé)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，并為接收到的數(shù)據(jù)尋找相應(yīng)的目的端點(diǎn)。2.2.4 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)

WSN是wireless sensor network的簡(jiǎn)稱(chēng)，即無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)就是由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)大量的廉價(jià)微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成，通過(guò)無(wú)線通信方式形成的一個(gè)多跳的自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中被感知對(duì)象的信息，并發(fā)送給觀察者。傳感器、感知對(duì)象和觀察者構(gòu)成了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的三個(gè)要素。

微機(jī)電系統(tǒng)（Micro-Electro-Mechanism System，MEMS）、片上系統(tǒng)（SOC，System on Chip）、無(wú)線通信和低功耗嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展，孕育出無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Networks，WSN），并以其低功耗、低成本、分布式和自組織的特點(diǎn)帶來(lái)了信息感知的一場(chǎng)變革。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)就是由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)大量的廉價(jià)微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成，通過(guò)無(wú)線通信方式形成的一個(gè)多跳自組織網(wǎng)絡(luò)。

很多人都認(rèn)為，這項(xiàng)技術(shù)的重要性可與因特網(wǎng)相媲美：正如因特網(wǎng)使得計(jì)算機(jī)能夠訪問(wèn)各種數(shù)字信息而可以不管其保存在什么地方，傳感器網(wǎng)絡(luò)將能擴(kuò)展人們與現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行遠(yuǎn)程交互的能力。它甚至被人稱(chēng)為一種全新類(lèi)型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，這就是因?yàn)樗鼌^(qū)別于過(guò)去硬件的可到處散布的特點(diǎn)以及集體分析能力。然而從很多方面來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)就如同遠(yuǎn)在1970年的因特網(wǎng)，那時(shí)因特網(wǎng)僅僅連接了不到200所大學(xué)和軍事實(shí)驗(yàn)室，并且研究者還在試驗(yàn)各種通訊協(xié)議和尋址方案。而現(xiàn)在，大多數(shù)傳感器網(wǎng)絡(luò)只連接了不到100個(gè)節(jié)點(diǎn)，更多的節(jié)點(diǎn)以及通訊線路會(huì)使其變得十分復(fù)雜難纏而無(wú)法正常工作。另外一個(gè)原因是單個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的價(jià)格目前還并不低廉，而且電池壽命在最好的情況下也只能維持幾個(gè)月。不過(guò)這些問(wèn)題并不是不可逾越的，一些無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)品已經(jīng)上市，并且具備引人入勝的功能的新產(chǎn)品也會(huì)在幾年之內(nèi)出現(xiàn)。

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)所具有的眾多類(lèi)型的傳感器，可探測(cè)包括地震、電磁、溫度、濕度、噪聲、光強(qiáng)度、壓力、土壤成分、移動(dòng)物體的大小、速度和方向等周邊環(huán)境中多種多樣的現(xiàn)象。基于MEMS的微傳感技術(shù)和無(wú)線聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)賦予了廣闊的應(yīng)用前景。這些潛在的應(yīng)用領(lǐng)域可以歸納為:軍事、航空、反恐、防爆、救災(zāi)、環(huán)境、醫(yī)療、保健、家居、工業(yè)、商業(yè)等領(lǐng)域。

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)種植環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)種植環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用在農(nóng)業(yè)種植環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)控制中，關(guān)鍵技術(shù)為一下兩部分：意識(shí)感知層的進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)感知與采集，而是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸層遠(yuǎn)程智能化控制對(duì)采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算機(jī)分析，控制農(nóng)作物生長(zhǎng)所需的空氣、溫度、水分等，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)。

3.2 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)種植環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)建構(gòu)

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)種植環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)如

圖3 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)種植環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)框圖

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)種植監(jiān)控系統(tǒng)核心包括以下幾部分：

感知層：數(shù)據(jù)感知與采集，實(shí)現(xiàn)種植環(huán)境中的土壤濕度、空氣溫度濕度、光照及自動(dòng)灌溉系統(tǒng)的實(shí)時(shí)感知的試紙傳送到ZigBee協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)上；

應(yīng)用層：該系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、信息處理和控制指令的下達(dá)，為用戶(hù)提供分析 決策依據(jù)，用戶(hù)可隨時(shí)隨地提供電腦燈終端進(jìn)行查詢(xún)。3.3農(nóng)業(yè)種植監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建

3.3.1 系統(tǒng)硬件構(gòu)建

1）無(wú)線節(jié)點(diǎn)模塊：ZigBee是基于IEEE802.11.4協(xié)議的一簇展集，主要針對(duì)于低成本、低功耗的射頻應(yīng)用一部分是網(wǎng)關(guān)協(xié)調(diào)器及傳感節(jié)點(diǎn)； 2）傳感及控制模塊：溫度傳感器、濕度傳感器、光照強(qiáng)度傳感器； 3）電源板：提供無(wú)線節(jié)點(diǎn)模塊和傳感控制模塊連接，同時(shí)為系統(tǒng)供電。農(nóng)業(yè)種植環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)硬件構(gòu)建如圖2所示。

圖4 農(nóng)業(yè)種植環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)硬件構(gòu)建

在以上設(shè)計(jì)的硬件系統(tǒng)中，以MCU為控制中心，電池模塊對(duì)系統(tǒng)供電和連接，傳感及控制模塊對(duì)種植環(huán)境進(jìn)行實(shí)施檢測(cè)采集數(shù)據(jù)，通過(guò)ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)和信息并比對(duì)標(biāo)準(zhǔn)生長(zhǎng)環(huán)境參數(shù)，各個(gè)硬件模塊經(jīng)由無(wú)線收發(fā)模塊傳輸數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境信息的遠(yuǎn)程控制。3.3.2 系統(tǒng)軟件構(gòu)建

系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)工作主要有：傳感器節(jié)點(diǎn)程序設(shè)計(jì)如3所示，ZigBee協(xié)議棧程序設(shè)計(jì)如圖4所示。

圖5 傳感器節(jié)點(diǎn)程序設(shè)計(jì)

圖6 網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器軟件流程圖

3.3．3 編碼

void main(){ int wendu;int shidu;char s[16];UINT8 adc0_value[2];float shuzi = 0;SET_MAIN_CLOCK_SOURCE(CRYSTAL);// 設(shè)置系統(tǒng)時(shí)鐘源為 32MHz 晶體振蕩器

GUI_Init();// GUI 初始化

GUI_SetColor(1,0);// 顯示色為亮點(diǎn)，背景色為暗點(diǎn)

GUI_PutString5_7(25,6,“OURS-CC2530”);//顯示 OURS-CC2530 GUI_PutString5_7(10,22,“Temp:”);GUI_PutString5_7(10,35,“Humi:”);GUI_PutString5_7(10,48,“Light:”);LCM_Refresh();while(1){ th_read(&tem,&hum);//從采集模塊讀取溫度和濕度的數(shù)據(jù)

sprintf(s,(char*)“%d%d C”,((INT16)((int)tempera / 10)),((INT16)((int)tempera % 10)));//將采集的溫度結(jié)果轉(zhuǎn)換為字符串格式

GUI_PutString5_7(48,22,(char *)s);//顯示采集的溫濕度的結(jié)果

LCM_Refresh();sprintf(s,(char*)“%d%d %%”,((INT16)((int)humidity / 10)),((INT16)((int)humidity % 10)));//將采集的濕度結(jié)果轉(zhuǎn)換為字符串的格式

GUI_PutString5_7(48,35,(char *)s);//顯示采集結(jié)果 LCM_Refresh();

四 總結(jié)

本次為期兩周的課程設(shè)計(jì)中，主要目的是設(shè)計(jì)一個(gè)基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)種植環(huán)境溫濕度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)是一個(gè)采用CC2530無(wú)線單片機(jī)進(jìn)行溫濕度的數(shù)據(jù)采集，并且結(jié)合Zigbee協(xié)議架構(gòu)進(jìn)行編程的設(shè)計(jì)，主要是基于CC2530的溫濕度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)模塊的設(shè)計(jì)，并在IAR集成環(huán)境開(kāi)發(fā)環(huán)境中進(jìn)行基于Zigbee架構(gòu)的編程，節(jié)點(diǎn)模塊的調(diào)試，最后，實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建。在基于Zigbee無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)模塊上，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，處理以及傳輸?shù)裙δ堋?/p>

本設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)在谷倉(cāng)內(nèi)的溫濕度檢測(cè)，工廠廠房?jī)?nèi)不同區(qū)域的溫濕度控制以及大面積的溫室培養(yǎng)等功能。

本次課程設(shè)計(jì)的完成，讓我結(jié)道，在以后的工作中，還可以繼續(xù)從以下幾個(gè)方面著手，進(jìn)行研究和改進(jìn)：

1、減少節(jié)點(diǎn)的能量消耗。在無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中某個(gè)節(jié)點(diǎn)失效，不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓，減少節(jié)點(diǎn)的能量消耗是不可避免要面對(duì)的問(wèn)題之一。

2、減少路由發(fā)現(xiàn)過(guò)程中的開(kāi)銷(xiāo)。這其實(shí)也是減少節(jié)點(diǎn)的能量消耗的一種措施，盡量減少在路由發(fā)現(xiàn)過(guò)程中所損失的能量。

3、路由選擇。路由優(yōu)化選擇可以盡量避免不必要的路由請(qǐng)求的廣播以及信息傳輸，做到這一點(diǎn)不僅可以提高效率，也可以在減少能量消耗方面做出貢獻(xiàn)。

五 參考文獻(xiàn)

[1] 孫利民 《無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)》.清華大學(xué)出版社.2005.[2] 張拓.無(wú)線多點(diǎn)溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì).武漢：武漢理工大學(xué)，2009.[3] 陳旭.基于zigbee的可移動(dòng)溫度采集系統(tǒng).武漢：武漢科技大學(xué)，2009 [3] 雷純 《基于ZigBee 的多點(diǎn)溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》.自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用.2010，29（2）43～47.[5] 王翠茹 《基于ZigBee技術(shù)的溫度采集傳輸系統(tǒng)》.儀表技術(shù)與傳感器.2008.No.7.103～105.[6] 景軍鋒《基于ZigBee 技術(shù)的無(wú)線溫度采集系統(tǒng)》.微型機(jī)與應(yīng)用.2009.No.23.33～35.[7] 《Zigbee協(xié)議棧中文說(shuō)明》.[8] 《IAR使用指南》.周立功單片機(jī)有限公司.[9] 《Zigbee技術(shù)實(shí)用手冊(cè)》.西安達(dá)泰電子.[10] 《IAR 安裝與使用》.成都無(wú)線龍通訊科技有限公司.六 致謝信

這次課程設(shè)計(jì)，給我留下了很深的印象。雖然只是短暫的兩周，但在這期間，卻讓我受益匪淺。

通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，使我物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)有了全面的認(rèn)識(shí)，對(duì)課本的知識(shí)又有了深刻的理解，在之前物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的學(xué)習(xí)以及完成課后的作業(yè)的過(guò)程中，對(duì)其有了一些基礎(chǔ)的了解和認(rèn)識(shí)。本次經(jīng)過(guò)兩周的課程設(shè)計(jì)，讓我對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)有了更深的理解，我把課上的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際中去，讓我更近一步地鞏固了課堂上所學(xué)的理論知識(shí)，并能很好地理解與掌握物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)中的基本概念、基本原理、基本分析方法。

總的來(lái)說(shuō)，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我了解了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理，設(shè)計(jì)步驟等方面有了了解。提高了分析和實(shí)踐能力。同時(shí)我相信，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的學(xué)習(xí)與研究對(duì)我今后的學(xué)習(xí)將會(huì)起到很大的幫助！

在此要特別感謝我的指導(dǎo)老師的指導(dǎo)與督促，同時(shí)感謝他的諒解與包容。求學(xué)歷程是艱苦的，但又是快樂(lè)的。

第二篇：物聯(lián)網(wǎng)在智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)在智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘要：介紹了物聯(lián)網(wǎng)及智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的內(nèi)涵，結(jié)合農(nóng)業(yè)智能化生產(chǎn)的實(shí)際情況設(shè)計(jì)了智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，主要包括物聯(lián)網(wǎng)感知層、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層。同時(shí)，通過(guò)農(nóng)產(chǎn)品疾病識(shí)別與治理系統(tǒng)，具體研究了物聯(lián)網(wǎng)在智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)；物聯(lián)網(wǎng)；架構(gòu)；疾病識(shí)別 0引言

我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)在國(guó)際市場(chǎng)上的優(yōu)勢(shì)主要依賴(lài)于豐富的自然資源和低廉的勞動(dòng)力成本。隨著物聯(lián)網(wǎng)等高新技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)正在加快向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型，而智慧農(nóng)業(yè)將成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。要建設(shè)智慧農(nóng)業(yè)，就要依托物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，大力推進(jìn)農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新，研究多功能、智能化、能推動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力發(fā)展的農(nóng)業(yè)科技成果，并及時(shí)地將科技成果轉(zhuǎn)化為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所需的技術(shù)產(chǎn)品，應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的整個(gè)過(guò)程。

托普物聯(lián)網(wǎng)指出：智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)是將全球定位系統(tǒng)、遙感、地理信息系統(tǒng)、人工智能等高新技術(shù)用于對(duì)農(nóng)作物精確的管理方法。這種定位技術(shù)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，主要是針對(duì)農(nóng)田因土壤構(gòu)成、肥力狀況、作物生長(zhǎng)情況等因素的差異而對(duì)種籽、化肥、除草劑和殺蟲(chóng)劑施用量提出的不同要求。在目前情況下，農(nóng)民一般難以顧及這些因素，在同一地區(qū)不同條塊的農(nóng)田上使用等量的種籽和農(nóng)用化學(xué)品，這除了用量過(guò)多而造成經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi)之外，還導(dǎo)致了土壤中殘余化學(xué)物質(zhì)的積累和地下水資源的污染。物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)(The Intemet of Things，簡(jiǎn)稱(chēng)IOT)的概念是在1999年提出的，2005年國(guó)際電信聯(lián)盟(ITu)發(fā)布的n’U互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)做了如下定義：通過(guò)二維碼識(shí)讀設(shè)備、射頻識(shí)別(RFID)裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)和激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)¨J。自2009年8月溫家寶總理到中國(guó)科學(xué)院無(wú)錫高新微納傳感網(wǎng)工程技術(shù)研發(fā)中心(國(guó)家傳感網(wǎng)工程中心、無(wú)錫物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究院)考察時(shí)提到“盡快建立中國(guó)的傳感信息中心或者叫‘感知中國(guó)’中心”以來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)被正式列為我國(guó)5大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一。

物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。它可分為3層：感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。感知層相當(dāng)于人體的皮膚和五官，主要用于識(shí)別物體，采集信息包括二維碼標(biāo)簽和識(shí)讀器、RFID標(biāo)簽和讀寫(xiě)器、攝像頭、傳感器及傳感器網(wǎng)絡(luò)等。網(wǎng)絡(luò)層相當(dāng)于人體的神經(jīng)中樞和大腦，主要用于信息傳遞和處理，包括通信與互聯(lián)網(wǎng)的融合網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)管理中心、物聯(lián)網(wǎng)信息中心和智能處理中心等。應(yīng)用層相當(dāng)于人的社會(huì)分工，與行業(yè)需求結(jié)合，實(shí)現(xiàn)廣泛智能化，是物聯(lián)網(wǎng)與行業(yè)專(zhuān)用技術(shù)的深度融合舊。目前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)在智慧農(nóng)業(yè)、智慧城市、智慧家居、智慧醫(yī)療、智慧交通和智慧物流等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。智慧農(nóng)業(yè)

智慧農(nóng)業(yè)是最近興起的一個(gè)概念，目前國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有一個(gè)公認(rèn)的定義。中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)李道亮教授認(rèn)為：智慧農(nóng)業(yè)是以最高效率地利用各種農(nóng)業(yè)資源，最大限度地降低農(nóng)業(yè)成本和能耗、減少農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境破壞以及實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的整體最優(yōu)為目標(biāo)，以農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)、全過(guò)程智能化的泛在化為特征，以全面感知、可靠傳輸和智能處理等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為支撐和手段，以自動(dòng)化生產(chǎn)、最優(yōu)化控制、智能化管理、系統(tǒng)化物流和電子化交易為主要生產(chǎn)方式的高產(chǎn)、高效、低耗、優(yōu)質(zhì)、生態(tài)和安全的一種現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展模式與形態(tài)13]。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院周?chē)?guó)民研究員認(rèn)為：智慧農(nóng)業(yè)是充分利用信息技術(shù)，包括更透徹的感知技術(shù)、更廣泛的互聯(lián)互通技術(shù)和更深入的智能化技術(shù)，使得農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)更加有效、更加智慧，以使農(nóng)業(yè)系統(tǒng)達(dá)到農(nóng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)、農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、農(nóng)業(yè)資源有效利用和環(huán)境保護(hù)的目標(biāo)。

智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)主要內(nèi)容包括：

1)通過(guò)各種無(wú)線傳感器實(shí)時(shí)采集農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的溫濕度、光照、CO：濃度等參數(shù)，利用視頻監(jiān) 控設(shè)備獲取農(nóng)作物的生長(zhǎng)狀況等信息，遠(yuǎn)程監(jiān)控農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，同時(shí)將采集的參數(shù)和獲取的信息進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)換和匯總后，經(jīng)傳輸網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)上傳到相關(guān)農(nóng)業(yè)智能管理系統(tǒng)中；系統(tǒng)按照農(nóng)作物生長(zhǎng)的各項(xiàng)指標(biāo)要求，精確地遙控農(nóng)業(yè)設(shè)施自動(dòng)開(kāi)啟或者關(guān)閉(如遠(yuǎn)程控制節(jié)水澆灌、節(jié)能增氧等)，實(shí)現(xiàn)智能化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

2)利用RFID電子標(biāo)簽，搭建農(nóng)產(chǎn)品安全溯源系統(tǒng)，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸?shù)戒N(xiāo)售等全流程數(shù)據(jù)共享與透明管理，實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品全流程安全溯源，促進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品的品牌建設(shè)，提升農(nóng)產(chǎn)品的附加值。

3)組建無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，開(kāi)發(fā)智能農(nóng)業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)，對(duì)空氣、土壤、作物生長(zhǎng)狀態(tài)等數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和分析，系統(tǒng)規(guī)劃農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園分布、合理選配農(nóng)作物品種、在線疾病識(shí)別和治理、科學(xué)指導(dǎo)生態(tài)輪作。在未來(lái)的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，智慧農(nóng)業(yè)的應(yīng)用將更加廣泛，農(nóng)戶(hù)將選擇合適的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智能化系統(tǒng)，以提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量，增加收益。

3智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)

通常情況下，應(yīng)用于智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，可以按物聯(lián)網(wǎng)感知層、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層3個(gè)層次來(lái)設(shè)計(jì)，如圖2所示。

1)物聯(lián)網(wǎng)感知層主要由常見(jiàn)的傳感器、RFID設(shè)備、視頻監(jiān)控設(shè)備等數(shù)據(jù)采集設(shè)備組成，實(shí)現(xiàn)將數(shù)據(jù)采集設(shè)備獲取到的數(shù)據(jù)通過(guò)ZigBee節(jié)點(diǎn)、CAN節(jié)點(diǎn)等通訊模塊傳送至物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)，做到現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)檢測(cè)與采集。此外，上層應(yīng)用系統(tǒng)下發(fā)的控制命令，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)傳送到繼電器控制設(shè)備，遠(yuǎn)程控制農(nóng)業(yè)設(shè)施的開(kāi)關(guān)(如智能澆灌等)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的改善。

2)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層通過(guò)LAN，WLAN，CDMA和3G等的相互融合，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)信息和上層控制命令實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地傳輸與交互。

3)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層主要包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境管理、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程管理、農(nóng)業(yè)疾病識(shí)別與治理等農(nóng)業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)由物聯(lián)網(wǎng)感知層采集的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，以及對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的智能化控制與管理。同時(shí)，為合理生產(chǎn)提供決策支持。

4智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例

農(nóng)產(chǎn)品疾病識(shí)別與治理系統(tǒng)已成為推動(dòng)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要?jiǎng)恿捅Ｕ限r(nóng)民收入的必要手段，本文以農(nóng)產(chǎn)品疾病識(shí)別與治理系統(tǒng)為例，闡述物聯(lián)網(wǎng)在智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示。

1)在聯(lián)網(wǎng)感知層采用智能化傳感器和視頻監(jiān)控設(shè)備，建立農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，采集現(xiàn)場(chǎng)農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)(如日照、溫濕度等)和農(nóng)作物生長(zhǎng)狀態(tài)圖像數(shù)據(jù)，并通過(guò)ZigBee節(jié)點(diǎn)、WiFi節(jié)點(diǎn)、485節(jié)點(diǎn)等傳送到物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總和處理后，自動(dòng)將數(shù)據(jù)上傳到物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層。

2)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層通過(guò)LAN，WLAN，CDMA和3G等的相互融合，將獲取的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)轿锫?lián)網(wǎng)的應(yīng)用層。

3)在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化的農(nóng)產(chǎn)品病蟲(chóng)害數(shù)據(jù)庫(kù)和遠(yuǎn)程專(zhuān)家診斷中心，將現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)信息與農(nóng)產(chǎn)品病蟲(chóng)害數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)分析，從而識(shí)別出農(nóng)作物的病蟲(chóng)害信息；對(duì)于一些不能通過(guò)比對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)識(shí)別的病蟲(chóng)害，則可以通過(guò)遠(yuǎn)程專(zhuān)家診斷中心進(jìn)行診斷，精確地確定農(nóng)作物的疾病，并給出最合理的治理決策。此外，通過(guò)病蟲(chóng)害預(yù)警，利用相關(guān)途徑(如手機(jī)短信息等)向農(nóng)戶(hù)傳遞即將可能發(fā)生的病蟲(chóng)害信息，提醒農(nóng)戶(hù)進(jìn)行及時(shí)的防治。同時(shí)，利用公共信息展示平臺(tái)(如電子大屏等)實(shí)時(shí)顯示農(nóng)作物的相關(guān)信息，如生長(zhǎng)環(huán)境的狀況、生長(zhǎng)狀態(tài)、可能出現(xiàn)的病蟲(chóng)害和防治方法等信息，供農(nóng)戶(hù)進(jìn)行參考。

5前景展望

物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展為加快實(shí)現(xiàn)我國(guó)農(nóng)業(yè)智慧化提供了前所未有的機(jī)遇，也必將深刻影響現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的未來(lái)。現(xiàn)階段，我國(guó)在運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)來(lái)加快智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展已經(jīng)具備了一定的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)。但是，在智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)體系等方面仍存在著一些問(wèn)題，解決這些問(wèn)題需要政府、企業(yè)、科研部門(mén)及各個(gè)行業(yè)的共同努力。可以預(yù)見(jiàn)，在不久的將來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)必將會(huì)給農(nóng)業(yè)領(lǐng)域帶來(lái)革命性的變化。

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第三篇：農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)施農(nóng)業(yè)智能大棚系統(tǒng)

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)施農(nóng)業(yè)智能大棚系統(tǒng)

佳多農(nóng)林ATCSP物聯(lián)網(wǎng)智能大棚利用先進(jìn)的生物模擬技術(shù)，通過(guò)先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，將復(fù)雜的系統(tǒng)模型轉(zhuǎn)變成方便用戶(hù)操作的電腦頁(yè)面版本、手機(jī)頁(yè)面版本，實(shí)現(xiàn)全天候?qū)崟r(shí)操控；無(wú)線遠(yuǎn)程檢測(cè)系統(tǒng)、環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)。結(jié)合當(dāng)前棚內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)信息及歷史大數(shù)據(jù)，系統(tǒng)分析對(duì)比運(yùn)算，智能化對(duì)棚內(nèi)滴灌、風(fēng)機(jī)、遮陽(yáng)網(wǎng)、卷簾等設(shè)施實(shí)施監(jiān)控，模擬最適合棚內(nèi)植物生長(zhǎng)的環(huán)境，達(dá)到完全或部分?jǐn)[脫對(duì)自然環(huán)境的依賴(lài)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物高效生產(chǎn)。

大棚作物的無(wú)線遠(yuǎn)程檢測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用。可全天候?qū)崟r(shí)、定時(shí)采集棚內(nèi)作物生長(zhǎng)發(fā)育狀態(tài)、病蟲(chóng)害活動(dòng)的高清圖片，棚內(nèi)作物的大小也 清晰可見(jiàn)。其單路攝像，可進(jìn)行焦距調(diào)節(jié)監(jiān)控，達(dá)到近距離可以觀測(cè)到植物葉面、莖干蚜蟲(chóng)等害蟲(chóng)。一般距離可以看到病蟲(chóng)害的發(fā)生狀況、植物葉面等生長(zhǎng)情況。遠(yuǎn)距離可觀察作物整體長(zhǎng)勢(shì)狀況。通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸，千百里外也可以通過(guò)手機(jī)電腦實(shí)時(shí)監(jiān)控，被稱(chēng)為測(cè)報(bào)人員的“聽(tīng)診器”“千里眼”。

環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是智能大棚種植管理中的一項(xiàng)非常重要的功能。棚內(nèi)空氣溫濕度、土壤溫濕度、CO2、光照度等因素，對(duì)棚內(nèi)農(nóng)作物生長(zhǎng)起著關(guān)鍵性作用。通過(guò)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以幫助用戶(hù)通過(guò)電腦、手機(jī)客戶(hù)端監(jiān)測(cè)整個(gè)棚內(nèi)農(nóng)作物生長(zhǎng)情況，全天候無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸，自動(dòng)上傳作物生長(zhǎng)信息，可以及時(shí)快速的獲取棚內(nèi)環(huán)境變化。從而方便用戶(hù)及時(shí)進(jìn)行調(diào)控，保證適宜植物生長(zhǎng)的環(huán)境。

擁有智能控制系統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大棚則是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。智能控制系統(tǒng)；通過(guò)棚內(nèi)感知層對(duì)作物生長(zhǎng)環(huán)境中的信息參數(shù)進(jìn)行無(wú)線傳輸上傳，智能比對(duì)參數(shù)設(shè)置值，系統(tǒng)分析對(duì)比運(yùn)算，自動(dòng)進(jìn)入模型控制卷簾、風(fēng)機(jī)、生物補(bǔ)光等環(huán)境控制設(shè)備，智能化控制設(shè)施農(nóng)業(yè)各項(xiàng)設(shè)備啟閉，調(diào)控大棚內(nèi)環(huán)境達(dá)到適宜植物生長(zhǎng)的范圍。“如果溫度低了，自控系統(tǒng)將開(kāi)啟空調(diào)，自動(dòng)給其加溫；如果溫度高了，自控系統(tǒng)將開(kāi)啟風(fēng)機(jī)，通過(guò)通風(fēng)自動(dòng)給其降溫；不需要陽(yáng)光時(shí)，自動(dòng)打開(kāi)遮陽(yáng)網(wǎng)。病蟲(chóng)害做為影響農(nóng)作物生長(zhǎng)的重要因素，在設(shè)施內(nèi)可以通過(guò)殺菌燈和頻振誘控技術(shù)進(jìn)行智能無(wú)害化防治。

二氧化碳含量作為直接影響作物光合作用的重要環(huán)境因子。系統(tǒng)可智能化調(diào)整，預(yù)設(shè)二氧化碳濃度、閾值范圍參數(shù)。將二氧化碳濃度，實(shí)時(shí)采集值與當(dāng)前濃度閾值進(jìn)行對(duì)比，如果小于所設(shè)二氧化碳濃度閾值，系統(tǒng)則自動(dòng)打開(kāi)二氧化碳?xì)夤捱M(jìn)行精準(zhǔn)補(bǔ)給；如果大于所設(shè)二氧化碳濃度閾值，則自動(dòng)打開(kāi)風(fēng)機(jī)進(jìn)行適量排放。

佳多智能大棚系統(tǒng)中墑情監(jiān)測(cè)、智能滴灌對(duì)不同作物的種類(lèi)，生長(zhǎng)階段、生長(zhǎng)環(huán)境、氣候土壤條件實(shí)施智能化精細(xì)灌溉施肥。將微生物肥料、有機(jī)肥料與灌溉水一起均勻準(zhǔn)確地輸送到作物根部土壤。大幅度地提高了肥料的利用率，可減少50%的肥料用量，水量也只有傳統(tǒng)澆灌的30%-40%。

佳多智能大棚系統(tǒng)；實(shí)現(xiàn)了對(duì)大棚作物生長(zhǎng)環(huán)境的智能化干預(yù)、無(wú)害化防治、幫助用戶(hù)實(shí)現(xiàn)更高層次的精耕細(xì)作。

第四篇：基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)劃書(shū)

智能能農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)計(jì)劃書(shū)

一、智能農(nóng)業(yè)概述

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，農(nóng)作物的生長(zhǎng)與自然界的多種因素息息相關(guān)，其中包括大氣溫度、大氣濕度、土壤的溫度濕度、光照強(qiáng)度條件、CO2濃度、水分及其他養(yǎng)分等等。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)作業(yè)過(guò)程中，對(duì)這些影響農(nóng)作物生長(zhǎng)的參數(shù)進(jìn)行管理，主要依靠人的感知能力，存在著極大的不準(zhǔn)確性，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也就成為一種粗放式管理，達(dá)不到精細(xì)化管理的要求。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，伴隨著城鎮(zhèn)化改革的進(jìn)行，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，越來(lái)越多的勞動(dòng)力被解放出來(lái)，勞動(dòng)力成本不斷增加，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)無(wú)法進(jìn)一步的發(fā)展，也逐漸滯后于社會(huì)的發(fā)展。因此，對(duì)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的要求在不斷提高，將先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)將得到廣泛推廣，智能農(nóng)業(yè)隨之產(chǎn)生。

托普物聯(lián)網(wǎng)指出所謂的智能農(nóng)業(yè)，指的是將人工智能技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的一項(xiàng)高新技術(shù)。智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)覆蓋了從影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自然參數(shù)的采集，到利用知識(shí)推理和計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行參數(shù)分析，最終通過(guò)農(nóng)業(yè)專(zhuān)家系統(tǒng)指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的整個(gè)生產(chǎn)管理鏈。智能農(nóng)業(yè)主要涉及的關(guān)鍵技術(shù)包括檢測(cè)技術(shù)、嵌入式技術(shù)、通信技術(shù)等。

也有人認(rèn)為智能農(nóng)業(yè)是指在相對(duì)可控的環(huán)境條件下，采用工業(yè)化生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)集約高效可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)代超前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，就是農(nóng)業(yè)先進(jìn)設(shè)施與露地相配套、具有高度的技術(shù)規(guī)范和高效益的集約化規(guī)模經(jīng)營(yíng)的生產(chǎn)方式。它集科研、生產(chǎn)、加工、銷(xiāo)售于一體，實(shí)現(xiàn)周年性、全天候、反季節(jié)的企業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)；它集成現(xiàn)代生物技術(shù)、農(nóng)業(yè)工程、農(nóng)用新材料等學(xué)科，以現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)設(shè)施為依托，科技含量高，產(chǎn)品附加值高，土地產(chǎn)出率高和勞動(dòng)生產(chǎn)率高，是我國(guó)農(nóng)業(yè)新技術(shù)革命的跨世紀(jì)工程。

智能農(nóng)業(yè)產(chǎn)品通過(guò)實(shí)時(shí)采集溫室內(nèi)溫度、土壤溫度、CO2濃度、濕度信號(hào)以及光照、葉面濕度、露點(diǎn)溫度等環(huán)境參數(shù)，自動(dòng)開(kāi)啟或者關(guān)閉指定設(shè)備。可以根據(jù)用戶(hù)需求，隨時(shí)進(jìn)行處理，為設(shè)施農(nóng)業(yè)綜合生態(tài)信息自動(dòng)監(jiān)測(cè)、對(duì)環(huán)境進(jìn)行自動(dòng)控制和智能化管理提供科學(xué)依據(jù)。通過(guò)模塊采集溫度傳感器等信號(hào)，經(jīng)由無(wú)線信號(hào)收發(fā)模塊傳輸數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)大棚溫濕度的遠(yuǎn)程控制。智能農(nóng)業(yè)還包括智能糧庫(kù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過(guò)將糧庫(kù)內(nèi)溫濕度變化的感知與計(jì)算機(jī)或手機(jī)的連接進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察，記錄現(xiàn)場(chǎng)情況以保證量糧庫(kù)的溫濕度平衡。

二、智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)特性：

（1）反饋控制

反饋控制是實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠及自動(dòng)化的關(guān)鍵技術(shù)，智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)在系統(tǒng)的架構(gòu)上看，也必須是反饋控制系統(tǒng)，而且是負(fù)反饋控制系統(tǒng)，形成的是閉環(huán)控制。從農(nóng)業(yè)參數(shù)的采集、處理到MCU調(diào)控，應(yīng)該形成閉環(huán)負(fù)反饋系統(tǒng)，否則將失去智能化的特性，失去自動(dòng)控制的特點(diǎn)。

（2）自主控制

自主控制指的是系統(tǒng)的控制核心具備自適應(yīng)的調(diào)整能力，包括自學(xué)習(xí)能力和自整定能力。農(nóng)業(yè)系統(tǒng)本身是一個(gè)非線性系統(tǒng)，其外在擾動(dòng)和內(nèi)在擾動(dòng)無(wú)規(guī)律可言，在建立對(duì)這些無(wú)規(guī)律的參數(shù)實(shí)現(xiàn)調(diào)控的系統(tǒng)時(shí)，就需要使得其具備自主控制的能力，以實(shí)時(shí)處理非線性數(shù)據(jù)。

三、智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述

為了對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)起到指導(dǎo)作用，智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)需要對(duì)主要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響因素進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。整套系統(tǒng)主要利用傳感器技術(shù)、通信技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)其功能。利用傳感器對(duì)不同的影響因素進(jìn)行信號(hào)的采集，并做初步的處理后，通過(guò)無(wú)線通信技術(shù)傳輸?shù)缴衔挥?jì)算機(jī)中，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和管理，并經(jīng)過(guò)時(shí)間上的數(shù)據(jù)積累，與農(nóng)業(yè)專(zhuān)家一起，構(gòu)建具備初步完善的專(zhuān)家數(shù)據(jù)平臺(tái)，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)指導(dǎo)性作用。同時(shí)，為了調(diào)節(jié)不適合農(nóng)業(yè)作物生長(zhǎng)的因素，仍然需要一套完備的下位機(jī)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)被監(jiān)測(cè)參數(shù)的調(diào)節(jié)和完善。智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)整體組成框圖如下圖所示。

物聯(lián)網(wǎng)智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)所使用的傳感器需要滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的要求，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集。本系統(tǒng)采用的都是國(guó)外進(jìn)口專(zhuān)業(yè)傳感器，具有穩(wěn)定性好、精度高等特點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，效果顯著。通信部分則采用無(wú)線通信方式，農(nóng)業(yè)基地的空曠性給無(wú)線通信的實(shí)現(xiàn)帶來(lái)了便利，有線通信反而會(huì)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生影響。M2M匯聚節(jié)點(diǎn)作為所有參數(shù)的集中點(diǎn)，采用了32位的ARM處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)，采用了TINYOS操作系統(tǒng)進(jìn)行資源的管理，性能更穩(wěn)定。PC機(jī)上位機(jī)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)則利用目前較新的Silverlight組件來(lái)實(shí)現(xiàn)，.Net的應(yīng)用更為完美。

四、智能農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)

1.傳感器：

低成本、環(huán)境適應(yīng)性、可靠性、微功耗、安全性

頻率選擇、天線技術(shù)、低功耗技術(shù)、封裝技術(shù)，定位與跟蹤、防碰撞與安全技術(shù)等。

3.網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)：

分布式傳感器 → 匯聚節(jié)點(diǎn)，采用ZigBee，適于環(huán)境變化的多跳、自組織通信技術(shù)，互聯(lián)網(wǎng)接入。

4.智能信息處理：

邏輯思維→

形象思維；知識(shí)工程；云服務(wù)；人機(jī)和諧；現(xiàn)代信息服務(wù)產(chǎn)業(yè)。

五、智能農(nóng)業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域

1.資源：農(nóng)地整治重大工程監(jiān)管；基本農(nóng)田數(shù)量、等級(jí)、利用效率、環(huán)境質(zhì)量網(wǎng)絡(luò)化管理;農(nóng)用水資源管理

2.環(huán)境：農(nóng)田土壤、地表與地下 水環(huán)境、光熱、小氣候 3.生產(chǎn)：作物生產(chǎn)：土壤理化參數(shù)、水、肥、保、苗

設(shè)施農(nóng)業(yè): 生物環(huán)境控制與管理信息系統(tǒng)

養(yǎng)殖生產(chǎn): 個(gè)性化生理、健康、喂養(yǎng)監(jiān)測(cè)管理 2.RFID：

4.農(nóng)產(chǎn)品與食品：產(chǎn)地環(huán)境、產(chǎn)品儲(chǔ)存、物流、營(yíng)銷(xiāo) 5.農(nóng)業(yè)裝備：服務(wù)作業(yè)調(diào)度、工況監(jiān)控、遠(yuǎn)程診斷服務(wù)

六、總結(jié)

智能農(nóng)業(yè)運(yùn)用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，云計(jì)算技術(shù)，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等多種技術(shù)的融合，眼神，拓展，提升了農(nóng)業(yè)智能化水平。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)感知有關(guān)土壤水分，肥力，作物苗情，通過(guò)感知技術(shù)，地理信息系統(tǒng)，全球定位系統(tǒng)實(shí)施情況做出生產(chǎn)決策。通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將信息傳送到云計(jì)算中心，計(jì)算出結(jié)果再送到智能終端。這些技術(shù)日漸成熟，并且逐步的應(yīng)用到了智能農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)之中，提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的管理效率，提升了農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的附加值，加快了智慧農(nóng)業(yè)建設(shè)的步伐。

第五篇：農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案

陳超那一組查查資料，找一個(gè)農(nóng)業(yè)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)的方案，包括大棚種植、戶(hù)外種植、家畜養(yǎng)殖、家禽養(yǎng)殖、水產(chǎn)養(yǎng)殖等，其實(shí)我們公司就有現(xiàn)成的，您們這組可以過(guò)來(lái)學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)，在我們的基礎(chǔ)上提高。

鑒于以上幾個(gè)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用在大體上是一樣的，在這我就給出一個(gè)統(tǒng)一的方案：

一：系統(tǒng)功能：

1、環(huán)境監(jiān)測(cè)：針對(duì)不同的環(huán)境監(jiān)測(cè)不同的指標(biāo)。以大棚種植為例可監(jiān)測(cè)空氣溫濕度、光照、二氧化碳濃度、土壤濕度、土壤PH等。

2、自動(dòng)控制：針對(duì)各種傳感器所反饋的環(huán)境信息，對(duì)電器設(shè)備進(jìn)行控制以達(dá)到改善種植環(huán)境的效果。如當(dāng)檢測(cè)到大棚內(nèi)光照不足時(shí)課自動(dòng)開(kāi)燈進(jìn)行補(bǔ)光并，土壤濕度過(guò)低是可控制水泵噴水

3、視頻監(jiān)控：利用網(wǎng)絡(luò)攝像頭采集圖片或視頻信息，并且可以用手機(jī)或PC等終端查看

二：所需材料

主控制板、以太網(wǎng)接入模塊、各類(lèi)傳感器、電機(jī)、繼電器、直流供電模塊、網(wǎng)絡(luò)攝像頭等

我們組目前做的和這個(gè)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)有高度的相似性，但是我們不會(huì)做平臺(tái)，用的是別人開(kāi)發(fā)的免費(fèi)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的上傳，而且我們做的東西都是模型離具有實(shí)用性的產(chǎn)品還有一段距離