zigbee 无线传感器网络在温室多源数据采集系统中的应用综述

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1、万方数据2012年第4期总第242期中国农机化ChiIleseA鲥cuIturalMechaIliz撕onNo．4．2012TotalNo．242Zigbee无线传感器网络在温室多源数据采集系统中的应用综述木屈利华坦，赵春江z，杨信廷z，陈明，，孙传恒2，周超z(1．上海海洋大学信息学院，上海市，201306，2．国家农业信息化工程技术研究中心，北京市，100097)摘要：首先介绍zigbee技术的特点、发展趋势及温室数据采集系统的发展现状，其次详细论述了zigbee技术在温室数据及多媒体信息采集系统的具体应用。最后．对温室多源数据采集控制系统的发展趋势进行了讨论分析。关键词：Zigbee；无

2、线传感器网络；温室；多源数据采集；监测系统中图分类号：S24；TN92文献标识码：Adoj：10396斯．issn．1006—7205．2012．04．046屈利华，赵春江，杨信廷，陈明，孙传恒，周超．zigbee无线传感器网络在温室多源数据采集系统中的应用综述叨．中国农机化，2012，(4)：179—183Qu“-hua，zHA0chun-jiaIlg，YANGxi刀一ting，cHENMing，SUNchu锄一heng，zHOuCh∞．AppEcationofzigbee“陀le蚰∞nsorne咖d【inmultiplHourcedataacquisitionsystemofgreerdl

3、o璐eDlChineseA鲥cult哪lMech姐izati吣20l五盼17虬1830引言1Zigbee无线传感器网络温室农业经济收益很高．前景被普遍看好．是我国农业的重要发展方向之一．然而在温室的监测控制方面．目前我国很大程度上还是处于人工采集、手工处理信息的阶段，效率十分低下。而基于有线的监测设备存在布线困难．监测范围小等缺点。Zigbee技术作为一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线通信技术，应用领域非常广泛。基于Zi曲ee的无线传感器网络．能够使整个监测系统更灵活有效地存在于温室的各个角落．可以大大提高温室的实时监测能力⋯。针对温室监测手段匮乏、效率低下以及有线监测存在

4、的缺点和不足等问题，利用Zi曲ee这一新兴技术的优点，将Zi曲ee技术用于温室多媒体信息监测．有助于节约温室生产成本。提高经济效益，降低工作人员的劳动强度．必然是未来温室监测的发展趋势。ZigBee技术是一种新兴的短距离、低功耗、低速率的无线网络通信技术．它是一种介于无线标记技术和蓝牙技术之间的技术方案．主要用于近距离无线连接【2】。采用zi邸ee技术，可以实现多个微小传感器节点相互通信．组成较大规模的无线通信网．适合应用于工业检测，环境监测。无线传感器网络等领域．1．1Zigbee无线通信技术同蓝牙、Wi—Fi和UWB(超宽带)等短距离无线通信技术相比，zi只Bee技术具有功耗和成本低、安全

5、性高、容易实现等特性。具体表现在以下几个方面【3J：1)传输速率低：20。250kb／s，zigBee专注于低传输速率的网络应用。2)功耗极低：正常工作状态下，功耗为几十毫瓦，在休眠时，功耗极低，能够保证设备很长一段时间无需更换电池。3)网络容量大：zigBee网络具有极佳的可扩展收稿日期：2011年9月9日修回日期：2011年lO月26日}基金项目：国家863计划项目——农产品生产加工多源感知技术与装备f20llAAl00r706)屈利华，女，1986年生，河南安阳人．上海海洋大学信息学院硕士研究生；研究方向为无线传感器网络。赵春江。男，1964年生，国家农业信息化工程技术研究中心研究员；研

6、究方向为农业信息化及智能化应用。杨信廷。男，1974年生，国家农业信息化工程技术研究中心副研究员；研究方向为农业信息化。陈明．男．1966年生，上海海洋大学信息学院教授；研究方向为无线传感器网络、计算机控制与嵌入式系统。孙传恒．国家农业信息化工程技术研究中心。周超。国家农业信息化工程技术研究中心。万方数据受!亟!望奎垫堡垫!!!性，最多可支持65000个节点。4)动态组网、自动路由：Zi曲ee网络有星状、树状、网状等多种组网方式。组网方式灵活。并且节点设备的加入和退出会使网络呈现动态变化。5)覆盖范围广：依据发射功率大小和不同的应用模式，zigBee的传输范围为lO—100m，而在加入多级Zj

7、gBee路由设备之后，ZigBee的有效传输距离可增至几千米。6)安全性高：Zi曲ee提供了数据完整性检查和鉴权功能．加密算法采用AES—128。同时对不同应用可以灵活确定其安全属性。1-2基于Zjabee的无线传感器网络20世纪90年代美国就开始了传感器网络的研究工作．并首先应用在军方。美国的加州大学伯克利分校、加州大学洛杉矶分校和康奈尔大学等几所大学最先在无线传感器网络方面取得丰富的研究成果。