基于ZigBee技术的农田土壤监测系统设计与实现.pdf

重庆三峡学院硕士学位论文

摘要

近年来，随着无线传感器网络技术的迅速发展和普及，人们在日常生活和生产中

越来越多地应用无线技术。在农业生产中，利用无线传感器网络技术可以使农业工作

者高效、准确地获取农作物在农田环境中的各项指标信息，从而有效地提升农作物的

质量和产量。然而，传统的农田环境数据采集方式通常依赖于人工测量和记录，农业

工作者需要亲自到农田现场进行操作。随着嵌入式技术和计算机技术的飞速发展，人

们开始采用CAN总线或RS485等有线连接方式对农田数据进行采集和传输。然而，

这种有线连接方式存在布线繁琐、设备成本高、通讯范围短以及增加农田环境复杂性

等问题。

本文设计了一种基于ZigBee无线传感器网络的农田数据采集系统，解决了传统

农田数据采集系统布线繁琐等问题，提升了农田系统信息化的可行性。该系统主要包

括系统硬件设计、无线传感器网络软件设计、以及无线传感器网络数据融合算法等研

究内容。通过无线传感器网络实现了农田数据的采集与传输，经过融合处理后的数据

传输至阿里云并存储至MySQL数据库中。在后台对存储的数据进行处理，并能够实

时显示农田作业环境的相关参数值，同时支持对历史农田数据进行查询，为用户实时

采集农田信息并做出相应农田管理决策提供了便利。设计完成之后结合现有平台进行

了系统集成调试，系统应用结果表明：该农田数据采集系统能够实现快速组网与农田

数据的稳定采集、传输、存储及处理，具有良好的应用前景。

关键词:RS485；ZigBee；无线传感器；数据融合；农田管理

I

Abstract

Abstract

Inrecentyears,withtherapiddevelopmentandpopularizationofwireless

sensornetworktechnology,peopleapplywirelesstechnologymoreandmorein

dailylifeandproduction.Inagriculturalproduction,theuseofwireless

sensornetworktechnologyenablesagriculturalworkerstoefficientlyand

accuratelyobtaininformationaboutcropindicatorsinthefieldenvironment,

thuseffectivelyimprovingthequalityandyieldofcrops.However,

traditionalmethodsoffieldenvironmentaldatacollectionusuallyrelyon

manualmeasurementandrecording,andagriculturalworkersneedtogotothe

fieldtooperate.Withtherapiddevelopmentofembeddedtechnologyand

computertechnology,peoplebegintouseCANbusorRS485wiredconnection

tocollectandtransmitfarmlanddata.However,thiskindofwiredconnection

hasmanyproblems,suchascomplicatedwiring,highequipmentcost,short

communicationrangeandincreasingcomplexityoffarmlandenvironment.

ThisarticledesignsafarmlanddatacollectionsystembasedonZigBee

wirelesssensornetwork,whichsolvestheproblemsoftraditionalfarmland