基于Zigbee技术的智慧农业解决方案
《2024年基于ZigBee的智慧农业信息监测系统研究》范文

《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、低速率的无线通信技术,在智慧农业信息监测系统中发挥着重要作用。
本文旨在研究基于ZigBee的智慧农业信息监测系统,分析其原理、设计及实际应用。
二、ZigBee技术概述ZigBee是一种基于IEEE 802.15.4标准的低速无线个人区域网络通信协议,具有低功耗、低成本、低速率、短时延和远距离等特点。
ZigBee网络由协调器、路由器和终端设备组成,可实现设备间的无线通信和数据传输。
在智慧农业信息监测系统中,ZigBee技术可实现对农田环境信息的实时采集、传输和处理,为农业生产提供精准的数据支持。
三、智慧农业信息监测系统设计(一)系统架构基于ZigBee的智慧农业信息监测系统采用分层架构设计,包括感知层、传输层和应用层。
感知层负责采集农田环境信息,如温度、湿度、光照等;传输层利用ZigBee网络将感知层采集的数据传输至应用层;应用层则负责处理和分析数据,为农业生产提供决策支持。
(二)硬件设计硬件部分包括传感器节点、协调器和上位机。
传感器节点负责采集农田环境信息,通过ZigBee模块与协调器进行通信;协调器负责将接收到的数据通过有线或无线网络传输至上位机;上位机则负责处理和分析数据,并实现人机交互。
(三)软件设计软件部分主要包括ZigBee通信协议栈、数据采集程序和数据处理程序。
ZigBee通信协议栈实现无线通信功能;数据采集程序负责从传感器节点中获取农田环境信息;数据处理程序则对接收到的数据进行处理和分析,为农业生产提供决策支持。
四、系统实现与应用(一)系统实现在系统实现过程中,首先需要搭建ZigBee网络,将传感器节点与协调器进行配对;然后编写数据采集程序和数据处理程序,实现数据的实时采集和处理;最后将上位机与协调器进行连接,实现人机交互。
基于Zigbee技术的农作物温室大棚监控系统的设计和实现

参考内容
一、引言
随着科技的不断发展,智能化监控系统在许多领域得到了广泛的应用。特别 是在农业领域,温室大棚监控系统的应用对农作物的生长和产量有着重要的影响。 ZigBee作为一种低功耗、低成本、高可靠性的无线通信技术,为农业温室大棚监 控系统的设计与实现提供了新的解决方案。
二、系统设计
基于ZigBee的农业温室大棚监控系统主要包括传感器节点、ZigBee协调器、 数据传输模块和上位机软件。
二、技术ห้องสมุดไป่ตู้述
Zigbee是一种基于IEEE 802.15.4标准的低速无线个人区域网络通信技术。 它具有低功耗、低成本、高可靠性、大容量等特点,非常适合于智能家居、工业 自动化、农业等领域。在农作物温室大棚监控系统中,Zigbee技术可实现传感器 数据的实时采集、设备控制以及数据传输等功能。
三、系统设计
四、系统实现
1、部署方案
在温室大棚内,根据需要布置温度传感器、湿度传感器、光照传感器和CO2 传感器,并将传感器数据通过Zigbee模块传输到监控中心。监控中心部署有接收 器和显示设备,方便工作人员实时监测大棚环境参数。
2、操作方法
工作人员可通过监控中心的显示设备实时查看各个温室大棚的环境参数。根 据需要,可通过监控中心对温室大棚进行控制,如调整通风设备、灌溉系统等。 同时,监控中心可对历史数据进行记录和分析,以便更好地了解农作物生长情况 和优化温室环境。
2、网络构建
基于Zigbee技术的温室大棚监控系统采用星型网络结构。每个温室大棚作为 一个独立的网络节点,节点上布置有多个传感器和Zigbee模块。通过Zigbee模块 将传感器数据传输到监控中心,监控中心通过显示界面展示环境参数。
3、数据传输
系统采用无线传输方式,通过Zigbee模块将传感器数据传输到监控中心。数 据传输采用UDP协议,具有较低的延迟和较高的可靠性。同时,监控中心可对各 个温室大棚的环境参数进行实时监测,并根据需要对大棚环境进行调整。
一种基于虚拟仿真的智慧农业系统方案设计及实现

11科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION信 息 技 术DOI:10.16661/ki.1672-3791.2020.04.011一种基于虚拟仿真的智慧农业系统方案设计及实现①栾岚(贵州商学院 贵州贵阳 550061)摘 要:随着人工智能、云计算、物联网技术在各行各业中的渗透应用,传统依赖于人工经验的劳作模式已然不能跟上现代社会科技的发展。
该文介绍了一种在虚拟仿真平台上的智慧农业系统的设计方案及实现,通过仿真测试该方案利用Zigbee实现了对农业作业中的相关实时数据的监测,运行稳定,数据准确,可以实现对智慧农业园的环境监测及联动相应的环境操作。
关键词:Zigbee 虚拟仿真 Socket通信 联动中图分类号:TP319文献标识码:A文章编号:1672-3791(2020)02(a)-0011-02中华民族自古以来就是农业大国,几千年来传统农业劳作都是凭借经验对农作物进行施肥灌溉,缺乏有效的技术手段采集农作物生长环境参数,这其中不仅对人力、物力、时间造成浪费,甚至还会对自然环境资源的可持续性发展带来不良影响。
2018年中央一号文件《关于实施乡村振兴战略的意见》也提到了要提高农业质量效益和竞争力。
农业农村农民问题是关系国计民生的根本性问题。
没有农业农村的现代化,就没有国家的现代化[1]。
该文针对上述问题,在虚拟仿真实验平台上利用实时、动态、高效的通信方式采集环境数据,如空气温度、空气湿度、二氧化碳浓度、光照强度、土壤温湿度等若干环境参数的实时监测;实现对农业大棚的喷淋设备、通风设备、照明设备等进行可视化的远程控制实现,能够通过控制系统启动相关环境操作或者智能联动环境操作以及多样化的报警方式。
如果能够得到更为精准的、专业的、科学的且能够有效促进农作物生长所需的相关环境参数,该系统能够达到更好地应用推广及使用价值。
1 系统方案为了得到精确、实时的相关环境监测数据,在该方案中采用何种方式进行通信是需要首先解决的问题之一。
基于物联网技术的智慧农业系统设计与实现

基于物联网技术的智慧农业系统设计与实现智慧农业系统是利用物联网技术实现农业生产的自动化和智能化的系统。
该系统通过物联网中的传感器和设备,实时监测农田中的温度、湿度、光照等环境参数,同时通过云平台收集和处理这些数据,为农民提供农作物生长的状态和需求的预测和推荐。
一、系统设计1.1 系统架构设计智慧农业系统的架构设计应包括以下组成部分:传感器网络、数据传输、云平台和应用端。
传感器网络:在农田中布置多个传感器,用于收集温度、湿度、光照、土壤湿度等环境参数的数据。
传感器采用低功耗的无线通信,与数据传输模块相连。
数据传输:传感器通过无线通信将数据传输到数据传输模块,数据传输模块将数据打包并通过云平台传送到云服务器。
云平台:云平台是数据的集中存储和处理中心,负责对传感器数据进行处理和分析。
云平台还提供用户管理、数据可视化和决策支持等功能。
应用端:应用端是农民使用的终端设备,通过应用程序与云平台进行交互。
农民可以通过应用端查看农作物生长状态、预测和推荐。
1.2 环境监测子系统设计环境监测是智慧农业系统的核心子系统之一,用于实时监测农田中的环境参数,为农民提供精确的环境信息。
温度传感器:负责测量农田中的温度,通过无线通信将数据传输至数据传输模块。
湿度传感器:测量土壤湿度和空气湿度,以确保农作物的适宜生长。
同样通过无线通信将数据传输至数据传输模块。
光照传感器:测量农田中的光照强度,为农民提供合适的光照条件,提高农作物的产量和质量。
1.3 数据处理与分析子系统设计数据处理与分析子系统主要负责对从传感器网络收集到的数据进行处理和分析。
主要包括数据存储、数据清洗、数据挖掘和数据可视化等功能。
数据存储:将传感器数据存储在云服务器中,以便后续的数据处理和分析。
可以选择关系型数据库或者分布式存储系统来存储数据。
数据清洗:对传感器数据进行清洗和预处理,去除异常值和噪声。
数据挖掘:利用数据挖掘算法分析农田中的环境数据,提取农作物生长的相关特征,并预测农作物的生长状态和需求。
基于Zigbee无线通信技术的智能农业温室监测系统

基于Zigbee无线通信技术的智能农业温室监测系统摘要本文基于Zigbee无线通信技术,设计并研究了一种智能农业温室监测系统。
该系统采用传感器对温室内的环境数据进行采集,并通过Zigbee无线通信技术将数据传输至控制中心,实现对温室环境数据的实时监测与控制。
本文对该系统的硬件和软件进行了详细的设计和实现,并进行了实验验证。
实验结果表明,该系统具有稳定可靠、实时性好、易于安装和维护等特点,能够为农业生产提供重要的技术支持。
关键词:Zigbee;智能农业;温室监测;无线通信技术;传感器;控制中心AbstractBased on the Zigbee wireless communication technology, this paper designs and researches an intelligent agriculture greenhouse monitoring system. The system uses sensors to collect environmental data inside the greenhouse, and transmits the data to the control center through Zigbee wireless communication technology, realizing real-time monitoring and control of the greenhouse environment data. This paper elaborates on the hardware and software design and implementation of the system, and conducts experimental verification. The experimental results show that the system is stable and reliable, has good real-time performance, and is easy to install and maintain, which can provide important technical support for agricultural production.Keywords: Zigbee; intelligent agriculture; greenhouse monitoring; wireless communication technology; sensors; control center第一章绪论1.1 研究背景和意义随着农业现代化的不断推进,智能化农业已经成为当今世界农业发展的主要趋势之一。
《2024年基于ZigBee的智慧农业信息监测系统研究》范文

《基于ZigBee的智慧农业信息监测系统研究》篇一一、引言智慧农业,借助先进的物联网(IoT)技术,已逐渐成为现代农业生产管理的趋势。
它为农业生产的精确化管理提供了有效的手段,为提高农产品质量和效率,改善农村生活水平开辟了新路径。
本文以ZigBee无线通信技术为基础,探讨了智慧农业信息监测系统的设计、实施与效果评估。
二、ZigBee技术与智慧农业ZigBee是一种基于IEEE 802.15.4标准的低速无线个人区域网络通信协议,具有低功耗、低成本、低复杂度、低数据速率和长距离通信等特点。
在智慧农业中,ZigBee技术因其低成本、易部署的优点被广泛用于信息监测系统。
三、智慧农业信息监测系统设计1. 系统架构设计:系统由传感器节点、协调器、上位机软件三部分组成。
传感器节点通过ZigBee协议进行数据采集和传输,协调器负责数据的接收和转发,上位机软件则负责数据的处理和展示。
2. 传感器节点设计:传感器节点包括土壤湿度传感器、温度传感器、光照传感器等,用于实时监测农田环境信息。
3. 协调器设计:协调器采用微控制器和ZigBee无线模块组成,负责接收传感器节点的数据并转发至上位机。
4. 上位机软件设计:上位机软件采用模块化设计,包括数据接收、数据处理、数据展示等功能模块。
四、系统实施与效果评估1. 系统实施:在实施过程中,首先进行硬件选型和采购,然后进行硬件组装和软件编程。
在安装和调试过程中,需确保传感器节点的准确性和通信的稳定性。
2. 效果评估:通过实际运行和测试,对系统的性能进行评估。
主要包括以下几个方面:a) 数据准确性:比较传感器节点采集的数据与实际数据,评估数据的准确性。
b) 通信稳定性:测试系统在不同环境下的通信性能,评估系统的稳定性。
c) 功耗:评估系统在长时间运行下的功耗情况,确保系统的低功耗特性。
d) 用户友好性:评估上位机软件的易用性和用户体验。
五、结论基于ZigBee的智慧农业信息监测系统为农业生产提供了有效的管理手段。
《基于ZigBee的智慧农业信息监测系统研究》范文

《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。
智慧农业项目解决方案

智慧农业解决方案前言-------------------------------------------------------------- 3方案整体示意图--------------------------------------------------- 5方案概述---------------------------------------------------------- 6系统功能总体描述------------------------------------------------- 8网络传输平台设备配置清单---------------------------------------- 9 信息精准采集------------------------------------------------------ 11数据可靠传输------------------------------------------------------ 12智能远程控制------------------------------------------------------ 14 "物联网"被称为继计算机、互联网之后,世界信息产业的第三次浪潮。
业内专家认为,物联网一方面可以提高经济效益,大大节约成本;另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。
目前,美国、欧盟、中国等都在投入巨资深入研究探索物联网。
我国也正在高度重视物联网的研究,工业和信息化部会同有关部门,在新一代信息技术方面正在开展研究,以形成支持新一代信息技术发展的政策措施。
我国是一个农业大国,又是一个自然灾害多发的国家,农作物种植在全国范围内都非常广泛,农作物病虫害防治工作的好坏、及时与否对于农作物的产量、质量影响至关重要。
农作物出现病虫害时能够及时诊断对于农业生产具有重要的指导意义,而农业专家又相对匮乏,不能够做到在灾害发生时及时出现在现场,因此农作物无线远程监控产品在农业领域就有了用武之地。
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基于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、、、等,智慧农业是将、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。
(2)监测功能系统:在农业园区内实现自动信息检测与控制,通过配备无线传
感节点,太阳能供电系统、信息采集和信息路由设备配备无线传感传输系统,每个基点配置无线传感节点,每个无线传感节点可监测土壤水分、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。
根据种植作物的需求提供各种声光报警信息和短信报警信息。
(3)实时图像与视频监控功能:农业物联网的基本概念是实现农业上作物与环境、土壤及肥力间的物物相联的关系网络,通过多维信息与多层次处理实现农作物的最佳生长环境调理及施肥管理。
但是作为管理农业生产的人员而言,仅仅数值化的物物相联并不能完全营造作物最佳生长条件。
视频与图像监控为物与物之间的关联提供了更直观的表达方式。
比如:哪块地缺水了,在物联网单层数据上看仅仅能看到水分数据偏低。
应该灌溉到什么程度也不能死搬硬套地仅仅根据这一个数据来作决策。
因为农业生产环境的不均匀性决定了农业信息获取上的先天性弊端,而很难从单纯的技术手段上进行突破。
视频监控的引用,直观地反映了农作物生产的实时状态,引入视频图像与图像处理,既可直观反映一些作物的生长长势,也可以侧面反映出作物生长的整体状态及营养水平。
可以从整体上给农户提供更加科学的种植决策理论依据。
三、智慧农业应用领域:
1、:通过布设于农田、温室、园林等目标区域的大量传感节点,实时地收集温度、湿度、光照、气体浓度以及土壤水分、电导率等信息并汇总到中控系统。
农业生产人员可通过监测数据对环境进行分析,从而有针对性地投放农业生产资料,并根据需要调动各种执行设备,进行调温、调光、换气等动作,实现对农业生长环境的智能控制。
2、:利用技术,建设农产品溯源系统,通过对农产品的高效可靠识别和对生产、加工环境的监测,实现农产品追踪、清查功能,进行有效的全程质量监控,确保农产品安全。
物联网技术贯穿生产、加工、流通、消费各环节,实现全过程严格控制,使用户可以迅速了解食品的生产环境和过程,从而为食品供应链提供完全透明的展现,保证向社会提供优质的放心食品,增强用户对食品安全程度的信心,并且保障合法经营者的利益,提升可溯源农产品的品牌效应。
四、智慧农业解决方案:
基于Zigbee技术的智慧农业解决方案,成本低廉,是一般人都能负担的价格;控制更简单,让每一位刚接触的人都能轻松使用;功耗更低、组网更方便、网络更健壮,给您带来高科技的全新感受。
您的温室大棚规模越大,基于Zigbee 技术的智慧农业解决方案在使用中,要准确及时地操控所有设备,最值得关注的应该就是网络信号的稳定性。
鉴于温室大棚的网络覆盖区域比较广泛,我们贴心为您呈现物联无线中继器!智慧农业能有效连接物联Internet通信网关和超出物联Internet通信网关有效控制区域的其它Zigbee网络设备,实现中继组网,
扩大覆盖区域,并传输网关的控制命令到相关网络设备,达到预期传输和控制的效果。
基于先进的Zigbee技术,物联无线中继器无需接入网线,就可自行中继组网,扩散网络信号,让您的网络灵活顺畅运行,保障您的所有设备正常运行。
五、智慧农业的作用:
1、“智慧农业”能够有效改善农业生态环境。
将农田、畜牧养殖场、水产养殖基地等生产单位和周边的生态环境视为整体,并通过对其物质交换和能量循环关系进行系统、精密运算,保障农业生产的生态环境在可承受范围内,如定量施肥不会造成土壤板结,经处理排放的畜禽粪便不会造成水和大气污染,反而能培肥地力等。
2、“智慧农业”能够显著提高农业生产经营效率。
基于精准的农业传感器进行实时监测,利用云计算、数据挖掘等技术进行多层次分析,并将分析指令与各种控制设备进行联动完成农业生产、管理。
这种智能机械代替人的农业劳作,不仅解决了农业劳动力日益紧缺的问题,而且实现了农业生产高度规模化、集约化、工厂化,提高了农业生产对自然环境风险的应对能力,使弱势的传统农业成为具有高效率的现代产业。
3、“智慧农业”能够彻底转变农业生产者、消费者观念和组织体系结构。
完善的农业科技和电子商务网络服务体系,使农业相关人员足不出户就能够远程学习农业知识,获取各种科技和农产品供求信息;专家系统和信息化终端成为农业生产者的大脑,指导农业生产经营,改变了单纯依靠经验进行农业生产经营的模式,彻底转变了农业生产者和消费者对传统农业落后、科技含量低的观念。
另外,智慧农业阶段,农业生产经营规模越来越大,生产效益越来越高,迫使小农生产被市场淘汰,必将催生以大规模农业协会为主体的农业组织体系。
4、智慧农业谷功能构建包括特色有机农业示范区、农科总部园区和高端休闲体验区,是促进农业的现代化精准管理、推进耕地资源的合理高效利用。
公司简介:
浙江托普云农科技股份有限公司潜心十二年致力于中国农业信息化发展,是农业物联网、农业信息化综合解决方案服务商。
公司同时提供面向、、、植物生理、、等监测检测精准农业仪器装备。
迄今为止已获国家发明专利5项、实用新型专利42项,软件著作权70余项,软件登记证书18项,被评为国家高新技术企业、杭州市院士工作站,研发实力强!受到多位行业专家及行业领导认可,智能硬件及农业信息化应用遍及全国!
上市公司(股票代码:833692)、大品牌,质量信得过、售后有保障!。