ZigBee技术在精准农业上的应用进展及展望.pdf

2012年8月 农机化研究 第8期 ZigBee技术在精准农业上的应用进展与展望 于海业，罗 瀚，任顺，隋媛媛 (吉林大学生物与农业工程学院，长春 130025) 行了分类阐述．其中包括总体结构的完善、协议栈的更新、数据处理模块的集成化、传感器的多样化、传输距离的 延伸和供电设备及卜位机软件等；举例描述了ZigBee技术在农业信息采集系统、温室环境监测系统及精准灌溉 系统上的应用：最后．对ZigBee技术在精准农业上的发展进行了展望．并提出了发展建议。 关键词：精准农业；ZigBee技术；应用进展；展望 中图分类号：TN92；S126 文献标识码：A 0引言 随着农业现代化与精确化生产要求的不断提高 协议中的网络层和应用层，主要负责实现组网、安全 和科学技术的不断发展，精准农业已经成为了可以最 服务等功能和一系列兼容性认证、市场认证以及协议 大限度提高农业现实生产力的有效途径¨以J。然而， 的发展延伸。这样就能保证从不同的供应商处买到 在实施精准农业的过程中，如何快速简便地采集到作 物的生长信息和环境信息成为了制约精准农业发展 结构主要有星形、树形和网形”：。相对于其他无线传 的关键问题。采集信息的过程中，使用传统方法，在 输技术．ZigBee技术有着自己的特点与优势，包括低 本就复杂的农田环境中加入错综的电缆和电线，则使 速率、低功耗、低成本、延时短、网络容量大、数据传输 得整个系统的成本增加，可靠性低，不便于管理，而且 可靠性高和自组织等一J。 节点的设置不能随着环境的改变任意改变，每次重新 2 ZigBee技术在精准农业上的应用进展 布网都要花费大量的人力物力¨J。在近10年，随着 无线通信技术、传感器技术、嵌人式技术和计算机技 近年来，无线通信技术、传感器技术、嵌入式技术 术的发展，无线传感器网络得到了飞速的发展，而Zig— 和计算机技术的发展十分迅速。而基于这些技术的 Bee技术则是一种新型的短距离无线传输技术，非常 无线传感器网络也有着相当大的技术革新。这些革 适用于无线传感器网络。这项技术改善了精准农业 新为精准农业带来了进一步的发展，包括总体结构的 在环境信息采集与通信上遇到的问题，使得传统农业 完善、硬件的研发以及软件的更新等几个方面都有长 模式转变为以信息网络为中心的精准农业模式，从而 足的进步。 实现农业生产的自动化、网络化和智能化H1。 2．1总体结构的完善 在进行无线传感器网络的总体结构设计时，用户 1 ZigBee技术简介 可以根据不同的情况对结构进行改动和完善。 ZigBee是为低数据速率和短距离无线网络通信 1)投放在被测区域的传感器节点可以根据实际 定义的一系列通信协议标准㈧。ZigBee无线设备工的要求或环境因素选择不同的拓扑结构¨““1。 2)在数据采集和处理方面也有许多拓展性的研 作在公共频段上，通信速率在2．4GHz时为250kbps。 传输距离为10—200m，具体数值取决于射频环境以究。为了实现农田信息的实时采集、处理与可视化， 缩短数据采集和处理问的时差，开发了基于2igBee和 收稿日期：201l-Il-28 PDA的农田信息无线传感器网络。系统加入了集成 基金项目：吉林省科技厅项目 作者筒介：于海业(1963一)，男，吉林梅河口人．教授．博士生导师。(E —mail)haiye@jlu．edu．cⅡ。