Zigbee农业节点程序步骤

基于Zigbee技术的智慧农业解决方案一、智慧农业简介概述：智慧农业从广义上讲包含了农业电子商务、食品溯源防伪、农业休闲旅游、农业信息服务等，智慧农业是将云计算、传感网等现代信息技术应用到农业生产、管理、营销等各个环节，实现农业智能化决策、社会化服务、精准化种植、可视化管理、互联网化营销等全程智能管理的高级农业阶段，是一种集物联网、移动互联网和云计算等技术为一体的新型农业业态，它不仅能够有效改善农业生态环境和提升农业生产经营效率，而且能够彻底转变农业生产者、消费者观念和组织体系结构。

所谓“智慧农业”就是充分应用现代信息技术成果，集成应用计算机与网络技术、物联网技术、音视频技术、3S技术、无线通信技术及专家智慧与知识，实现农业可视化远程诊断、远程控制、灾变预警等智能管理。

智慧农业是农业生产的高级阶段，是集新兴的互联网、移动互联网、云计算和物联网技术为一体，依托部署在农业生产现场的各种传感节点（环境温湿度、土壤水分、二氧化碳、图像等）和无线通信网络实现农业生产环境的智能感知、智能预警、智能决策、智能分析、专家在线指导，为农业生产提供精准化种植、可视化管理、智能化决策。

“智慧农业”是云计算、传感网、3S等多种信息技术在农业中综合、全面的应用，实现更完备的信息化基础支撑、更透彻的农业信息感知、更集中的数据资源、更广泛的互联互通、更深入的智能控制、更贴心的公众服务。

“智慧农业”与现代生物技术、种植技术等高新技术融合于一体，对建设世界水平农业具有重要意义。

二、智慧农业系统技术特点：智慧农业是物联网技术在现代农业领域的应用，主要有监控功能系统、监测功能系统、实时图像与视频监控功能。

（1）监控功能系统：根据无线网络获取的植物生长环境信息，如监测土壤水分、土壤温度、空气温度、空气湿度、光照强度、植物养分含量等参数。

其它参数也可以选配，如土壤中的PH值、电导率等等。

信息收集、负责接收无线传感汇聚节点发来的数据、存储、显示和数据管理，实现所有基地测试点信息的获取、管理、动态显示和分析处理以直观的图表和曲线的方式显示给用户，并根据以上各类信息的反馈对农业园区进行自动灌溉、自动降温、自动卷模、自动进行液体肥料施肥、自动喷药等自动控制。

《基于ZigBee的智慧农业信息监测系统研究》篇一一、引言随着科技的不断进步，智慧农业逐渐成为农业现代化的重要发展方向。

其中，基于无线通信技术的信息监测系统是智慧农业的关键技术之一。

ZigBee作为一种具有低功耗、低复杂度、低成本、远距离和灵活拓扑结构特点的无线通信协议，非常适合在智慧农业中应用。

本文将详细介绍基于ZigBee的智慧农业信息监测系统的研究内容。

二、研究背景及意义智慧农业是通过应用现代信息技术、物联网技术等手段，实现对农业生产的精准管理和智能化决策。

其中，信息监测系统是智慧农业的重要组成部分，它可以实时监测农田环境参数，如温度、湿度、光照、土壤养分等，为农业生产提供科学依据。

而ZigBee作为一种无线通信协议，具有低功耗、低成本、远距离等特点，非常适合在智慧农业中应用。

因此，基于ZigBee的智慧农业信息监测系统的研究具有重要的现实意义和应用价值。

三、系统设计（一）硬件设计基于ZigBee的智慧农业信息监测系统主要由传感器节点、协调器节点和上位机组成。

传感器节点负责实时监测农田环境参数，并将数据通过ZigBee无线通信协议传输给协调器节点。

协调器节点负责接收传感器节点的数据，并进行数据融合和预处理，然后将处理后的数据通过有线或无线网络传输给上位机。

上位机负责接收协调器节点的数据，并进行数据分析和处理，为农业生产提供科学依据。

（二）软件设计软件设计主要包括传感器节点的程序设计和协调器节点的程序设计。

传感器节点的程序主要负责实时监测农田环境参数，并将数据通过ZigBee无线通信协议传输给协调器节点。

协调器节点的程序主要负责接收传感器节点的数据，进行数据融合和预处理，并将处理后的数据通过有线或无线网络传输给上位机。

此外，还需要设计一个上位机软件界面，方便用户查看和分析数据。

四、系统实现及性能分析（一）系统实现系统实现主要包括硬件制作、程序设计及调试等步骤。

首先需要根据系统设计要求制作传感器节点和协调器节点的硬件电路板。

zigbee精细农业课程设计一、课程目标知识目标：1. 了解Zigbee技术在精细农业中的应用原理，掌握其无线传感器网络的基础知识。

2. 学习Zigbee技术的通信协议、组网方式和数据传输特性，理解其在农业环境监测中的优势。

3. 掌握利用Zigbee技术进行农业数据采集、处理和远程控制的基本方法。

技能目标：1. 能够运用Zigbee模块搭建简单的农业监测系统，进行数据采集和传输。

2. 学会使用相关软件对Zigbee网络进行配置、调试，实现对农业设备的远程控制。

3. 培养学生动手实践、团队协作和问题解决的能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对精细农业及物联网技术的兴趣，激发其创新意识和探索精神。

2. 增强学生环保意识，使其认识到科技在农业领域的重要作用，提高社会责任感。

3. 培养学生严谨、认真、负责的学习态度，提高其对农业现代化发展的认识。

本课程针对高年级学生，结合精细农业和物联网技术，注重理论与实践相结合。

通过本课程的学习，使学生掌握Zigbee技术在农业领域的应用，提高其解决实际问题的能力，为我国农业现代化发展培养具备创新精神和实践能力的人才。

二、教学内容1. Zigbee技术概述：介绍Zigbee技术的基本概念、发展历程及其在精细农业中的应用前景。

- 教材章节：第三章“物联网技术概述”中的第五节“Zigbee技术”2. Zigbee无线传感器网络基础：学习Zigbee网络的拓扑结构、通信协议和数据传输特性。

- 教材章节：第四章“无线传感器网络技术”中的第一节“Zigbee无线传感器网络”3. Zigbee模块及应用：了解Zigbee模块的硬件结构、编程方法和在实际农业监测系统中的应用。

- 教材章节：第五章“Zigbee模块与应用”全章4. 农业数据采集与处理：学习利用Zigbee技术进行农业环境数据采集、处理和远程传输的方法。

- 教材章节：第六章“农业数据采集与处理”中的第一节“基于Zigbee的农业数据采集”5. 农业设备远程控制：掌握Zigbee技术在农业设备远程控制中的应用，学会使用相关软件进行配置和调试。

2014ZigBee智能农业大棚解决方案ZigBee经典案例分享SHUNCOMZigBee智能农业大棚解决方案作者：SHUNCOM关键词：智能农业、ZigBee、智能大棚一、国家对农业物联网的支持此前发布的物联网“十二五”规划提出，智能农业成为重点领域应用示范工程之一。

最新发布的《全国农业农村信息化发展″十二五″规划》透露，物联网技术有望在农业部确定的200个国家级现代农业示范区域内先行先试。

二、物联网与智慧农业在传统农业中。

人们获取农田信息的方式都很有限，主要是通过人工测量，获取过程需要消耗大量的人力，而通过使用无线传感器网络可以有效降低人力消耗和对农田环境的影响，获取精确的作物环境和作物信息。

三、无线传感器网络应用于温室环境信息采集和控制在温室环境里单个温室即可成为无线传感器网络一个测量控制区，采用不同的传感器节点和具有简单执行机构的节点(风机、低压电机、阀门等工作电流偏低的执行机构) 构成无线网络来测量土壤湿度、土壤成分、pH 值、降水量、温度、空气湿度和气压、光照强度、CO2浓度等来获得作物生长的最佳条件，同时将生物信息获取方法应用于无线传感器节点，为温室精准调控提供科学依据。

最终使温室中传感器、执行机构标准化、数据化, 利用网关实现控制装置的网络化, 从而达到现场组网方便、增加作物产量、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的。

四、项目案例一：某农业科技示范园系统拓扑图本系统由Zigbee无线系统，视频监控系统，网关服务器系统三部分组成。

ZigBee无线系统设备分为ZigBee终端节点和ZigBee协调器节点。

ZigBee终端节点连接传感器和继电器完成数据收集和控制执行的功能。

ZigBee协调器节点连接ARM嵌入式设备和ZigBee终端节点，完成数据通信功能。

视频系统由摄像头和网络硬盘录像机组成。

最终数据上传至网关服务器，内部的处理程序处理数据并根据处理结果发送控制指令，控制相应的继电器，而继电器会连接外部设备完成相应功能（比如，开窗，浇灌等）。

《基于ZigBee的智慧农业信息监测系统研究》篇一一、引言随着科技的不断进步，智慧农业逐渐成为农业现代化的重要方向。

智慧农业利用现代信息技术，实现对农业生产的精准管理，提高农业生产效率和资源利用率。

ZigBee作为一种低功耗、低成本的无线通信技术，在智慧农业信息监测系统中具有广泛的应用前景。

本文旨在研究基于ZigBee的智慧农业信息监测系统，为智慧农业的发展提供技术支持。

二、系统概述基于ZigBee的智慧农业信息监测系统，主要包括传感器节点、协调器节点和上位机监控中心。

传感器节点负责采集土壤温度、湿度、光照强度、空气质量等农业环境信息，并将数据通过ZigBee无线网络传输至协调器节点。

协调器节点对接收到的数据进行处理和存储，并通过有线网络将数据传输至上位机监控中心。

上位机监控中心对数据进行分析和处理，为农业生产提供决策支持。

三、系统设计1. 硬件设计硬件设计主要包括传感器节点、协调器节点和上位机监控中心。

传感器节点采用低功耗、高精度的传感器，实现对农业环境信息的实时监测。

协调器节点采用高性能的微处理器，实现对数据的快速处理和存储。

上位机监控中心采用计算机或平板电脑等设备，实现对数据的分析和处理。

2. 软件设计软件设计主要包括传感器节点的数据采集与传输、协调器节点的数据处理与存储以及上位机监控中心的数据分析与处理。

传感器节点通过ZigBee协议与协调器节点进行通信，实现数据的无线传输。

协调器节点对接收到的数据进行预处理和存储，并通过有线网络将数据传输至上位机监控中心。

上位机监控中心采用数据分析和处理算法，实现对农业生产的管理和决策支持。

四、系统实现1. 数据采集与传输传感器节点通过ZigBee无线网络将采集到的农业环境信息传输至协调器节点。

在数据传输过程中，采用数据加密和校验等技术，确保数据的可靠性和安全性。

2. 数据处理与存储协调器节点对接收到的数据进行预处理和存储。

预处理包括去除噪声、补偿误差等操作，以提高数据的准确性和可靠性。

智慧农业农业生产是一个以自然生态系统为基础的人工生态系统，很大程度上受自然环境的约束，因而只有创造良好的农业生态环境，才能取得较好的经济效益。

因此在物联网技术、通信技术、传感技术基础上，提出农业物联网建设与应用，实现资源整合，形成一套完整的技术体系，并进行应用与推广。

农业物联网既能改变粗放的农业经营管理方式，也能提高农业物疫情疫苗防控能力，确保农业产品质量安全，引领现代农业发展。

为此，针对农业物联网系统，再次提出三个建设目标：（一）利用物联网信息化手段进行农业经济运行监测，掌握农业生产与农业经济运行的动态，监测农业生产经营活动提供分析；（二）提高农业市场监管的电子化、网络化水平，公开一站式服务，提高工作效率，降低企业成本；（三）利用信息化为决策支持、生产经营服务，实现动态监测、先兆预警等，加强农业信息化服务体系，提高信息化装备，健全信息服务队伍，延伸信息网络，提高信息服务能力。

针对以上建设目标，提出了农业物联网的智慧农业系统解决方案，该系统方案采用三层架构，分别由感知层、传输层、应用层构成（如图1所示）。

感知层的主要任务是将现实世界农业生产的各种物理量，通过各种手段，实时并自动转化为虚拟世界可处理的数字化信息或者数据，包括农业传感信息、农业物品属性信息、农业工作状态信息和农业地理位置信息；传输层的主要任务是将农业信息采集层采集到的农业信息，通过各种网络技术进行汇总，将广泛的农业信息整合到一起以供处理，它是农业物联网的神经中枢和大脑信息传递和处理中心；应用层的主要任务是将信息汇总，并将汇总的信息进行分析和处理，从而对现实世界的实时情况形成数字化的认知，即将农业物联网的“社会分工”与农业产业需求结合，实现广泛智能化。

图一将物联网作为推进产业信息化进程的重要战略，并在实际发展中落实物联网在各个产业中的应用。

通过对物联网的跟踪研究及应用调查，提出了四个应用模式与应用场景。

应用场景一：合理、高效、稳定的农业生态环境管理。

基于ZigBee技术的农业自动灌溉系统方案一、概述为了加快农业生产的数字化和信息化的发展，提高农田灌溉中的生产效率，采用单片机技术、ZigBee以及组态等技术设计开发了一种远程灌溉监控控制系统。

该系统由监控计算机、主控制器、分控制器等组成。

分控制器由传感器、电源模块、太阳能电池板、电磁阀组成，通过传感器把现场的池块温度、土壤含水率、池块水位采集回来，将数据打包后通过GPRS发送到监控终端的上位机;上位机软件接收并处理数据，根据相应的预设参数和采集回来的参数，发送相应的命令给现场。

该系统能够控制电磁阀的动作，连续运行未发生故障，可实现无人值守的远程灌溉监控。

现在的农业灌溉都是采用喷灌、滴灌、微灌等技术方法，需要手动对监控现场的情况进行控制，而且需要另外的网络构建与布线，成本较高。

随着经济社会的发展，需要一种自动、科学的灌溉系统来控制灌溉。

为此设计一种基于ZigBee和STC12C5A60S2的自动灌溉系统，在监控中心通过上位机可以看到现场的数据，同时会根据农业各个生长期的需水情况，自动发送命令控制电磁阀的动作。

综合来看，该系统成本低，与传统的控制系统相比更加智能。

2、需求分析目前，国内大部分微灌系统都是采用有线方式来采集和传递墒情信息。

这种方式不仅构建起来现场布线麻烦，而且管理维护也不方便、组网方式也不灵活，并且农田的面积大的话，布线费用的造价也比无线的方式昂贵。

另有提出用GSM/GPRS，CDMA等无线通信模块来传递信息，但GSM/GPRS无线通信模块价格比较高，使用要收费，且需要借助于公用通信网，考虑到农场均在偏远地带，多处接收不到信号，可行性不大，还有的提出了点对点的近距离无线通信模块，其组网性能不佳，也不能大规模组网。

本系统运用目前发展迅猛的新通信技术-ZigBee，再加上原有的IP modem合并成为带GPRS的ZigBee无线通讯产品，只需汇聚点借助公用通信网的支撑，低功耗，分布面积广，在作物种植区中组网便捷，且建网成本低，适合用在微灌测控系统中，用来完成墒情信息的采集和传递，以及控制电磁阀动作，从而完成整个微灌控制的过程。