物联网技术在现代农业节水灌溉的应用

《物联网技术在现代农业节水灌溉的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、物联网技术在现代农业节水灌溉的应用摘要：物联网技术与农业生产的结合是推动传统农业向现代农业转型升级的重要驱动力，农业节水灌溉是我国农业发展长期关注的重点。为了有效提高农业生产节水的效率，根据物联网的基本原理和体系结构，提出了基于物联网的现代农业节水灌溉网络体系，重点硏究了体系结构中的数据感知及控制、数据传输和数据终端处理3个网络层，并探讨了其未來的发展趋势。关键词：物联网；农业节水；网络体系；数据感知1概述物联网的概念是在1999年提岀的。当时基于互联网、RFID技术和EPC标准，在计算机互联网的基础上，利用射频识别技术、无线数据通信技术等构造了一个实现全球物品信息实吋共享的实物互联网"

2、Internetofthings”（简称"物联网”）。2009-08,温家宝总理在政府工作报告屮提出“感知屮国”,至此，物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一，而物联网在我国也受到了极大的关注。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算、泛在网络的融合应用，被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网具有广泛的应用前景，在军事国防、城市管理、家庭医疗、电子商务、智能交通和环境监测等领域有很大的优势。冃前，物联网技术在农业领域的应用发展很快，己成为加快发展农业现代化的重要途径，是农业工程研究的热点和难点。物联网技术应用于农业工程中的节水灌溉领域可以方便劳作者对农业灌溉的管

3、理，通过物联网技术搭建的信息平台可以与外界进行信息交流，从中获得先进的农业节水灌溉方式，改变传统落后的农业灌溉方式，大大提高农业生产效率。2物联网物联网就是将传感器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，然后将物联网与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合。在这个整合的网络当中，存在能力超级强大的中心计算机群，它能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施进行实时的管理和控制。物联网要实现物物通信，就必须要对物体上的信息进行准确、实时的监测、采集，并将其传输到终端上。而对于信息的感知，可以采用2种方法：①利用RFID射频技术在感知

4、对象上贴上标签，以对信息进行识别和采集，并将信息传送到RFID系统中的计算机信息管理系统中；②将传感器节点嵌入到需要关注和采集信息的地点或物体中，通过具有传感、信号处理的无线信息采集节点、汇聚节点将数据传到网关，再借助Internet.移动通信网络、卫星等与监控中心通信[1-2]o3基于物联网的现代农业节水灌溉系统结构体系3.1系统网络构架针对现代农业灌溉环境，基于物联网的现代农业节水灌溉监测体系是一种基于传感器、控制、嵌入式计算机和通信等技术的监测系统。该系统主要分为3个网络层：监测信息采集及控制终端，即网络感知和控制层，监测数据传输层，数据终端处理层。3.2网络感知和控制层土壤水分是

5、植物水分的直接来源，是农业生产中必不可少的土壤信息之一，植物吸收土壤中的水分、有机质等营养物质来生长。土壤水分含量对植物生长有直接的影响，同时，土壤水分和养分也是植物自然生长条件中可以人为调控的2个重要因素，因此，土壤水分监测在农业节水灌溉决策中具有重要的现实意义。网络感知和控制层主要是通过数据对土壤水分进行量化。分布在监测控制区内每个角落的传感信息节点定时监测监测区域的土壤水分，并将采集到的信息在节点内进行初步处理后，沿着其他节点逐步传送到汇聚节点，汇聚节点通过无线通信技术将数据传送到网关。网关通过Internet或专用数据传输线将信息传送至监控中心，监控中心对信息进行处理分析，并根据

6、有关决策发出控制命令，以控制相应的灌溉设备开启或关闭［3-4］。在微处理器方面，可以选用CC2530。CC2530是用于2.4GIlzIEEE802.15.4、ZigBee和RF4CE应用的一个真正的片上系统（SOC）解决方案，它能够以非常低的材料成本建立强大的网络节点。CC2530结合了领先的RF收发器的优良性能、业界标准的增强型8051CPU、系统内可编程闪存、8-KBRAM和许多其他强大的功能，它具有不同的运行模式，尤其适应超低功耗要求的系统。而运行模式之间的转换时间短，进一步确保了低能源消耗oCC2530F256结合德州仪器的业界领先的黄金单元ZigBee协议栈，提供了一个强大和

7、完整的ZigBcc解决方案；CC2530F64结合德州仪器的黄金单元RemoTI,提供了一个强大和完整的ZigBeeRF4CE远程控制解决方案。CC2530微处理器模块如图8所示。在灌溉设备控制方面，可以选用继电器控制灌溉设备的通电和断电，也可以采用屯磁阀控制管道水的流通和关闭。3.3数据传输层这层的功能是将汇聚节点传输來的信息，通过无线通信技术传送至网关，并结合合理、有效的路由协议和网络安全协议，将数据安全、可靠地传输到控制中心。