基于ZigBee技术的农田自动节水灌溉系统
基于ZigBee的智能节水灌溉系统
线 传感器 节点 （ 即终端 节点 ） 上传 的数 据进 行 简单
的融合后 传 送 给 上 层 的一 级簇 首 ， 将 上层 簇 首 或
发来 的控 制 中心命 令发 送 给节 点 ， 级 簇 首 接 收 一
本地 二级簇 首传来 的数据 进 行 简单 处理 并 上传 主 控 节点 ， 将 上 层 主控 节 点 收 到 的监 控 中心 命 令 或
针对 目前 的现 状 ， 究 开发 基 于 Ｚｇ ｅ 研 ｉＢ ｅ的智
实时采 集 田间 土壤 水 分 、 湿 度 等数 据 ， 计 完 温／ 设 成 智能节 水 灌 溉 系 统 ， 测 土 壤 的 墒情 和农 作 物 监
的生长 ， 实现节 水灌溉 管理 的智能化 ．
１ 系统 结构
智 能节 水灌溉 系统 以 Ｚｇ ｅ ｉＢ ｅ无线 传感 器技 术 为核 心 ， 综合 利用 无线 网络技 术 、 水灌 溉 技术 和 节 自动 化 控 制 技术 进 行 农 田信息 （ 壤水 分 、 湿 土 温／ 度 、 量、 雨 蒸发 量等 ） 的精 准 采集 ， 过无 线 网络 平 通 台， 远程 实时监 测作 物 的需 水 和生 长 状况 ， 能 决 智 策并 实 现节 水 灌 溉 系 统 电磁 阀 的 自动控 制 ， 传 使
设备 可 以连接多 达 ２ ４个 同类 的设备 ． ｉＢ ｅ强调 ５ Ｚｇ ｅ
转 变． 系统结 构如 图 １所示 ． 其 Ｚｇ ｅ 无 线 传 感 网包 括 协 调 器 节 点 、 由节 ｉ ｅ Ｂ 路
点 和终 端 节点 ． 端 节点 （ 终 采集 农 田信息 ） 过多 通
跳方 式与 路 由节 点通 信 ， 由节 点 再 将 信 息 转 发 路 至协 调 器 节 点 ， 后 通 过 远 程 数 据 传 输 模 块 和 然 ＧＲ Ｐ Ｓ网络 以短 信 方 式 发 送 到 手 机 终 端 ， 者 由 或 ＧＲ Ｐ Ｓ网络通过 无线基 站 和 Ｉｔｒｅ 将数 据传 送 至 ｎｅｎ ｔ 监控 主机 ， 由监控 主机 负责 数 据 的存 储 和分 析． 监 控 中心将 无线 传感 网络 采 集 的实 时数 据存 储 到 数
基于ZigBee无线传感网络的节水灌溉系统设计
基于ZigBee无线传感网络的节水灌溉系统设计
“节约用水，人人有责”，水资源正在变成一种宝贵的稀缺资源。
因此，推广节水灌溉也已成为世界各国为缓解水资源危机和实现农业现代化的必然选择。
本文提出一种基于ZigBee 无线传感器网络的设计方案，并根据农田的特殊条件，设计出一套节水灌溉系统，避免了依附于其他通信网络所产生的额外费用。
1 系统平台整体设计方案
按照功能需求，硬件平台共可分为以下五个部分：数据采集站，传输基站，数据处理中心，远程监测站以及电磁阀控制站。
图1 为系统的硬件平台结构图。
图1 系统结构框图
系统中各部分的功能与工作流程如下：首先根据农田的管道分布情况，以及ZigBee 无线节点的有效通信距离，将灌溉区分割为数块独立的灌溉控制
单元，在每个单元中设有一个或数个传输基站和若干分布在农田不同位置的数据采集站，数据采集站通过与其连接的传感器采集土壤湿度参数，并将数据定时传送给传输基站；传输基站负责管理其管辖区域内的各个数据采集站，当数据处理中心询问数据时，传输基站将数据进行第一级融合后以Ad hoc 的方式上传给数据处理中心；数据处理中心首先对接收到的数据进行聚类、存储并与其他的参数(如气象信息、水文地理信息、专家系统以及作物的特征信息等)按照
一定算法实现第二级融合，做出初步判决，并将判决结果连同部分关键数据通过光纤以太网或者GPRS 模块传送给远程监测站，请求经验丰富的工作人员做最后的判决，并将判决信息返回给数据处理中心，数据处理中心根据判决结果。
基于ZigBee的农业节水灌溉监控系统
基于ZigBee的农业节水灌溉监控系统【摘要】水是地球不可缺少的资源，从生活到基础生产都需要水。
可是水资源本身就非常缺乏，在农业灌溉中它又起到不可缺少的作用，怎样合理地运用水资源，是农业生产中亟需解决的问题。
本文通过对ZigBee通信技术的研究并结合实际情况，设计了一套包含灌溉模块和视频监控模块的农业灌溉监控系统。
不仅可以实时对农田环境及温湿度等数据进行监控，还可以智能合理灌溉，组合成节水、监控二合一的高效系统。
【关键词】ZigBee技术; 节水灌溉; 土壤含水量检测; 视频监控【Abstract】Water is indispensable to the earth’s resources, the life and basic production all need water. But the water itself is very lack, in it plays an indispensable role in agricultural irrigation, how to reasonable use of water resources, agricultural production is the need to solve the problem. In this article, through the study of ZigBee communication technology and combining the actual situation, design a set of module and video monitoring module contains the irrigation agriculture irrigation monitoring and control system. Not only can monitor real-time data on farmland and the environment temperature and humidity, etc, can also be smart and reasonable irrigation, water saving, monitoring in one efficient system.【Keywords】ZigBee technology; water-saving irrigation; soil moisture detection; video monitoring1 绪论1.1 课题背景1.1.1 水资源面临的危机水是世上所有生命的起源。
基于IPv6的ZigBee组网智能滴灌系统
基于IPv6的ZigBee组网智能滴灌系统随着全球人口的增长和资源的稀缺，农业滴灌系统成为了现代农业中的重要技术手段。
而随着智能化的发展，基于IPv6的ZigBee组网技术被广泛应用于农业滴灌系统中，以提高水资源利用效率和农作物产量。
基于IPv6的ZigBee组网智能滴灌系统可以实时监测土壤湿度、温度等环境参数，并根据农作物的需水量自动调控灌溉设备，实现精细化的滴灌管理。
下面将详细介绍这一系统的结构与功能。
系统结构：该系统主要由以下几个部分组成：传感器节点、智能控制器、执行器节点和手机APP。
1. 传感器节点：传感器节点负责采集土壤湿度、温度等环境参数，并将数据发送给智能控制器。
传感器节点使用低功耗且成本较低的ZigBee无线通信协议与智能控制器进行通信。
2. 智能控制器：智能控制器负责接收传感器节点发送的数据，并根据设定的阈值和农作物的需水量来控制灌溉设备的开启和关闭。
智能控制器还可以通过互联网连接到服务器，实现远程监控和控制。
3. 执行器节点：执行器节点是灌溉设备的控制节点，负责接收智能控制器发送的指令，并控制灌溉设备的开启和关闭。
执行器节点同样使用ZigBee通信协议与智能控制器进行通信。
4. 手机APP：手机APP可以连接到智能控制器，用户可以通过手机APP实时监测土壤湿度、温度等环境参数，并进行灌溉设备的远程控制。
手机APP还可以提供农作物的需水量和灌溉时机的建议，帮助用户实现更加科学的农业生产。
1. 环境监测：传感器节点可以实时监测土壤湿度、温度等环境参数，为农民提供准确的环境数据。
2. 省水灌溉：根据农作物的需水量和土壤湿度数据，智能控制器可以精确控制灌溉设备的开启和关闭，实现精细化的滴灌管理，从而节约水资源。
3. 远程监控与控制：智能控制器可以通过互联网连接到服务器，用户可以通过手机APP实现远程监控和控制，随时随地了解和控制灌溉系统的运行情况。
4. 数据分析与决策支持：系统可以收集和存储大量的土壤湿度、温度等环境参数数据，通过对数据的分析和处理，为用户提供土壤条件的变化趋势、农作物的生长情况和灌溉效果等方面的决策支持。
基于ZigBee技术的农田灌溉系统的研制-文献综述
基于ZigBee技术的农田灌溉系统的研制温磊指导教师：刘士光、马继伟摘要：ZigBee是最近提出的一种近距离、低功耗、低成本、低复杂度、低数据速率的双向无线通信技术，无线网络采用多种类型的配置，由协调器节点（主设备）和多个终端设备(从设备）组成。
由Chipcon公司自主研发出的CC2430芯片完全由硬件支持ZigBee技术标准，在单个芯片上整合了ZigBee射频（RF）前端、内存和微控制器.本文主要介绍基于ZigBee技术在农田节水灌溉系统中的系统建立以及分析了当前水利资源、农业灌溉技术的发展形式。
关键词：ZigBee 技术；CC2430芯片；节水灌溉；水分传感器；手持式通信器引言我国人均水资源不到世界平均水平的1/4,而且我国灌溉水有效利用率(约为40%)也远低于发达国家水平（约为50%—70％）[1].我国农业产业素质和农产品的竞争力与发达国家出现了较大的差距，农业高投入低产出的矛盾已经显现,数字化农业成为发展方向[2］。
充分有效地利用有限的资源,发展节水农业,成为中国农业关注的重点。
随着近年来人类在微电子机械系统、无线通信、数字电子方面取得的巨大成就,使得发展低成本、低功耗、小体积、短距离通信的多功能传感器成为可能。
ZigBee技术的出现就解决了这些问题。
将无线ZigBee传感器网络和人工智能结合，可以大大减少农田灌溉系统的人员投入和促进了农田节水灌溉工程发展［3]。
下是由于ZigBee技术具有功耗低、系统简单、组网方式灵活、成本低、等待时间短等性能，相对于其他无线网络技术，它更适合于组建大范围的无线农田节水灌溉网络[4］。
1 ZigBee技术特性及特点ZigBee即IEEE802.15.4技术标准，是WPAN(IEEE802.15工作组)的标准之一，致力于实现一种适用于固定、便携或移动设备中使用的低复杂度、低成本、低功耗、低速率的短距离双向无线通信协议。
ZigBee可工作在国际免授权的2。
基于ZigBee无线传感器网络的精准灌溉控制系统的开题报告
基于ZigBee无线传感器网络的精准灌溉控制系统的开题报告一、选题背景及意义随着我国工业化、城镇化和现代化不断推进，水资源日益紧缺，已不是以往可以随意浪费的时代。
同时，地球气候不断变化，全球降水频率、集中度不断下降，而灌溉是农业生产中不可或缺的一部分，合理地利用水资源，实现农作物的精准灌溉，是提高农业生产效率的重要途径。
ZigBee无线传感器网络技术能够实现对灌区进行实时监测，并将相关数据传递给灌溉控制器，实现对灌溉设施的智能控制。
因此，基于ZigBee无线传感器网络的精准灌溉控制系统的研究与开发具有重要的理论和实践意义。
二、研究目标本文旨在研究基于ZigBee无线传感器网络的精准灌溉控制系统，具体研究目标包括以下三个方面：1. 实现对灌区土壤温度、湿度、光照强度等环境参数的实时监测，通过无线传感器网络将这些数据传递给灌溉控制器。
2. 结合土壤含水量、气象预报等信息，利用控制算法，预测土壤含水量和农作物生长情况，并确定最佳灌溉方案。
3. 在以上基础上，设计并实现基于ZigBee无线传感器网络的灌溉控制系统原型，并进行实验验证。
三、研究内容本文的研究内容如下：1. 对灌区土壤温度、湿度、光照强度等环境参数进行实时监测。
2. 结合土壤含水量、气象预报等信息，预测土壤含水量和农作物生长情况，并确定最佳灌溉方案。
3. 设计并实现基于ZigBee无线传感器网络的灌溉控制系统原型。
4. 进行实验验证，测试系统在不同灌溉条件下的控制效果。
四、研究方法本文采用以下研究方法：1. 调研和分析现有的精准灌溉控制技术和方法，包括传感器技术、数据处理算法、控制方法等。
2. 通过实验和仿真方法，对监测设备和控制算法进行验证和优化。
3. 借助MATLAB等工具对数据进行处理和分析。
4. 设计和实现基于ZigBee无线传感器网络的灌溉控制系统原型。
五、预期结果1. 实现对灌区土壤温度、湿度、光照强度等环境参数的实时监测，通过无线传感器网络将这些数据传递给灌溉控制器。
基于zigbee的农田节水灌溉控制系统设计
第二章 ZigBee 无线传感器网络技术 ................................. 5
研究生签名：
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本人完全了解北方民族大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留 送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复 制手段保存、汇编学位论文。同意北方民族大学可以用不同方式在不同媒体上发表、 传播学位论文的全部或部分内容。
关键词：节水灌溉，ZigBee，CC2530，灌溉方式
I
Abstract
At present, the water resources available for agriculture production are very poor in China. Meanwhile, the water waste is a usual phenomenon in the irrigation. Therefore, the development of farmland water-saving irrigation control system is of great important for the sustainable agricultural development in China. Currently, for the vast majority of existing water-saving irrigation control systems, their functions are limited while their volumes are huge. Moreover, most existing systems still use laying cables to collect data and run control operations. As a result, there are many issues in existing irrigation control systems such as the difficulties for assembling and post-maintenance. Therefore, the utilization of wireless network sensors in the water-saving irrigation control systems becomes an important part of water-saving irrigation. The construction of a wireless water-saving irrigation control system can be divided into two parts. The first part is the construction of a wireless sensor network; the second part is the design of the irrigation control center. The two parts exchange data through the serial port. In the first part, based on the CC2530 ZigBee wireless network chip, we designed the coordinator, the router, and the end device. The work flow is as follows. At first, the end device collect soil moisture data. Then the collected data are sent to the coordinator node directly or by the router node. In the third step, all the data are arranged by the coordinator node and sent to the data center.. Each node uses the same structure and its type is set by the software. The designed wireless network can avoid the disadvantages of the laying cable on farmland. The second part is the design of the control center. Based on the single chip processor, we designed a new water-saving irrigation control center. Specifically, we designed the software and hardware components of the circuit of the center. The hardware component can shows the output which can facilitate users to observe the current irrigation conditions. As for the software component, the irrigation patterns are very important. According to different soil conditions, the irrigation control system can perform three different irrigation strategies, namely, timing, delay, and wave surge irrigations. The three strategies can meet the crop irrigation requirements, while the waste of water resources is greatly reduced. Our designed water-saving irrigation control system has the advantages of low-cost, small-size, easy-installation, and reliable-operation, etc. Compared with existing computer control systems, the water-saving ratio of our designed system is higher and thus can be easily promoted in the market.. Our designed system will advance the water saving irrigation project in China, and plays a catalytic role in the future development of water-saving irrigation control products.
基于ZigBee无线感测器网络的智能灌溉系统设计与实现
基于ZigBee无线感测器网络的智能灌溉系统设计与实现基于ZigBee无线感测器网络的智能灌溉系统设计与实现摘要：随着农业生产的发展，对于灌溉系统的智能化和自动化要求也越来越高。
为了提高农业生产效益和节约水资源，在本文中，我们设计并实现了一个基于ZigBee无线感测器网络的智能灌溉系统。
该系统能够通过无线感测器网络收集土壤湿度、温度、光照等环境参数，并根据这些参数来实现自动灌溉控制。
实验结果显示，该系统能够实时监测和控制土壤湿度，实现智能灌溉，在一定程度上提高了农作物的产量。
1. 引言灌溉是现代农业生产中一项重要的环节。
传统的灌溉方式存在许多问题，如耗水量大、易造成地下水位下降、浪费水资源等。
为了解决这些问题，智能灌溉系统应运而生。
智能灌溉系统通过感知环境参数，实时控制灌溉水量，从而达到节约水资源和提高农业生产效率的目的。
2. 系统设计本文的智能灌溉系统采用ZigBee无线感测器网络作为数据传输通道。
ZigBee无线感测器网络具有低功耗、自组织、低成本等特点，非常适合于农田环境的感测和传输。
2.1 硬件设计本系统包括多个节点，每个节点由一个ZigBee无线传感器模块、一个土壤湿度传感器、一个温度传感器和一个光敏传感器组成。
这些传感器分别测量土壤湿度、温度和光照强度，并通过ZigBee无线传感器模块将数据发送到协调器节点。
协调器节点负责接收和处理来自各个节点的数据，并通过无线方式将数据发送到上位机。
2.2 软件设计软件设计主要分为移植操作系统、节点软件设计和上位机软件设计三个部分。
移植操作系统是为了方便节点软件的开发和管理，本系统选择了嵌入式操作系统Contiki。
节点软件设计包括感测和传输功能的实现，采用C语言编写。
上位机软件设计是为了方便用户对灌溉系统进行监测和控制，采用Java语言编写，并通过串口与协调器节点通信。
3. 系统实现我们在实验室环境中搭建了一个小型的农田模拟场景，并部署了多个节点。
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储器（ＳＲＡＭ，可外扩到６４ ＫＢ）和４ ＫＢ的Ｅ２ＰＲＯＭ。此外，它还 缓冲区为空，ＦＩＦＯ引脚输出低电平。ＦＩＦＯＰ引脚在接收ＦＩＦＯ
有８个ｌＯ位ＡＤＣ通道，２个８位和２个１６位硬件定时／计数 缓冲区的数据超过某个临界值时或者在ＣＣ２４２０接收到一个完
器，并可在多种不同的模式下工作。８个ＰＷＭ通道、可编程看 整的帧以后输出高电平。临界值可以通过ＣＣ２４２０的寄存器设
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门狗定时器和片上振荡器、片上模拟比较器。ＵＡＲＴ、ＳＰＩ、ＩｚＣ 置。ＣＣＡ引脚在信道有信号时输出高电平，它只在接收状态下
总线接口。Ｊ１ｒＡＧ口为开发和调试提供了方便的接口。更值得 有效。在ＣＣ２４２０进入接收状态至少８个符号（ｓｙｍｂ０１）周期后，
一提的是，除了正常操作模式外，它还具有６种不同等级的低能 才会在ＣＣＡ引脚输出有效的信道状态信息。
．．ＳＦＤ．— ＰＤ４（ＩＣＰＩ）ＰＤ２（ＴＸ）
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图３ ＦＦＤ测试基站硬件图
万方数据
基于ＺｉｇＢｅｅ技术的农田自动节水灌溉系统
·９７－
用的８位微控制器来说，它具有更加丰富的资源，并且能耗极
ＦＩＦＯ和ＦＩＦＯＰ引脚标识接收ＦＩＦＯ缓冲区的状态。如果接
低。它具有片内１２８ ＫＢ的程序存储器（Ｆｈｓｈ），４ ＫＢ的数据存 收ＦＩＦＯ缓冲区有数据，ＦＩＦＯ引脚输出高电平；如果接收ＦＩＦＯ
设计思想：使用成对的ＺｉｇＢｅｅ收发器来实现无线信号的传 输。单片机对信息进行中转处理，计算机对整个系统实现监测 和控制。ＺｉｇＢｅｅ自动灌溉系统示意图如图１所示。
２．２系统测试基站和子站的设计
图１ ＺｉｇＢｅｅ自动灌溉系统示意图 理器接收数据，然后就开始接收，数据经过处理后，处理器，ＺｉｇＢｅｅ收发器 中心。测试基站也可以接收监控中心传来的控制信号，然后通
以推动该技术的进一步发展和应用。采用直接序列扩频 （ＤＳＳＳ）技术，主要工作在无需注册的２．４ ＧＨｚ频段。当前比较 流行的几种无线技术的特点如表１所示。
襄ｌ 几种无线技术特点的比较
由表中可以看出ＺｉｇＢｅｅ的主要特点：低功耗；成本低；时延 短；网络容量大；安全可靠。尤其ＺｉｇＢｅｅ的低功耗是其他无线 设备望尘莫及的，因为ＺｉｇＢｅｅ的传输速率低，发射功率仅为Ｉ ｍＷ，而且采用了休眠模式，功耗低。据估计，ＺｉｇＢｅｅ设备仅靠两 节５号电池就可以维持长达６个月到２年左右的使用时间。 １．２ ＺｉｇＢｅｅ通信协议框架及其网络拓扑
耗操作模式，在每种低能耗模式下具有不同的能耗。因此该微
ＳＰＩ接口由ＣＳＮ，ＳＩ，ＳＯ和ＳＣＬＫ ４个引脚构成。处理器通
处理器非常适合于ＺｉｇＢｅｅ无线通信节点这种需要低能耗的应 用场合。
过ＳＰＩ接口访问ＣＣ２４２０内部寄存器和存储区。在访问过程中， ＣＣ２４２０是ＳＰＩ接口的从设备，接收来自处理器的时钟信号和片
２系统设计与实现
２．１系统组成 系统中以测试基站为单位进行设计安装，每个基站由若干
传感器节点和中继节点组成。网络拓扑采用混合网，每个传感
器子节点组成一个星形网，都分配一个核心节点，核心节点组成 对等网，它们之间互相可以进行无线通信。传感器子节点由简 化功能器件担任，主要完成对土壤的水分、温度等参数的采集处 理，将数据发送给所在星形网的核心节点。核心节点由全功能 器件担任，用来接收子节点采集的数据，最终所有的数据会汇集 到监控中心的采集设备。采集设备具有较强的处理能力和内 存，负责接收传感器的上传数据，经判断处理后传送给传感器或 远方更高一级监控设备。系统中网络的形成和维护都是通过设 备之间的通信而自动实现，不需要人工来干预网络。
１ ＺｉｇＢｅｅ技术介绍
１．１ ＺｉｇＢｅｅ的由来和特点 ２００１年８月，飞利浦、三菱、摩托罗拉和Ｉｎｖｅｎｓｙｓ等ＺｉｇＢｅｅ
的主要支持者组成了一个非营利性质的联盟——ｚｉｇＢｅｅ联盟，
收稿日期：２００７—０７—１７ 作者简介：刘涛（１９ｒ７ｌ一）．女，甘肃武威人，副教授，主要研究方向为测试 计量仪器与仪表、机械设计制造及其自动化；赵计生（１９８０一），男，山西 忻州人，硕士研究生。主要研究方向为单片机应用及自动化、测试计量技 术及仪嚣应用。
Ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｚｉｇ，Ｂｅｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｔｈｅ ｆａｒｍｌａｎｄ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｔｏ ｓａｖｅ ｗａｔｅｒ ｉｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＺｉｇＢｅｅ；ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｗａｔｅｒ－ｓａｖｉｎｇ ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ；ｍｏｎｉｔｏｒ；ｌｏｃａｔｉｏｎ；ｃｏｎｔｒｏｌ
ＺｉｇＢｅｅ协议的整体框架包括物理层、ＭＡＣ层、数据链接层、 网络层和应用层。其中物理层和ＭＡＣ层是由ＩＥＥＥ制定，而网 络层及应用设备层是由ＺｉｇＢｅｅ联盟制定的，用户只需编写自己 需求的最高层应用协议。
ＺｉｇＢｅｅ的网络拓扑结构有３种：星形网络、树形网络、混合 网络。其中星形网络是一个辐射状系统，数据和网络命令都通 过中心节点传输。如果用通信模块构造星形网络，只需要一个 模块被配置成中心节点，其他模块可以配置成终端节点。在 Ｚｉｇ，Ｂｅｅ的网络中，支持全功能设备（ＦＦＤ）和精简功能设备
等。
和７４ＨＣ３７３来扩展单片机的输出口。可以增加控制口，在
ＣＣ２４２０收到物理帧的ＳＦＤ字段后，会在ＳＦＤ引脚输出高 ７４ＨＣ３７３的输出口接驱动器、光电隔离、放大电路和电磁阀…。
电平，直到接收完该帧。如果启用了地址辨识，在地址辨识失败 从而来控制供水管道的开关，完成对供水系统的控制，实现节水
后，ＳＦＤ引脚立即转为输出低电乎。
Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｓｙｓｔｅｍ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＺｉｇＢｅｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ
Ｗａｔｅｒ—Ｓａｖｉｎｇ Ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ ｏｆ Ｆａｒｍｌａｎｄ
‘ＬＩＵ Ｔａｏ，ＺＨＡＯ Ｊｉ－ｓｈｅｎｇ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｌ址ｌｚｈｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００５０，Ｃｈｉｎａ）
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监测中心根据测试子站和测试基站发回的信息，通过总线
向灌溉控制器发控制信息，灌溉控制器根据发来的数据对电磁
阀的开关进行控制，从而灌溉农田。同时灌溉控制模块也可以
向监控中心反馈灌溉设备的工作状态，如果设备有故障，监控中
心可以及时实施应急措施。
图２ ＲＦＤ测试子站结构框图 ②测试基站。由ＺｉｇＢｅｅ收发器，微处理器组成。收发器收
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ＡＴｍｅｇａｌ２８和ＣＣ２４２０是测试基站和测试子站的核心。 选信号，并在处理器控制下执行输入输出操作。ＳＰＩ接口接收
ＣＣ２４２０使用ＳＦＤ、ＦＩＦＯ、ＦＩＦＯＰ和ＣＡＡ ４个引脚表示收发数据 或发送数据时都与时钟下降沿对齐Ｈ１。
的状态；而处理器通过ＳＰＩ接口与ＣＣ２４２０交换数据、发送命令
灌溉控制电路（见图４）由单片机承担控制，通过７４ＨＣｌ３８
３ 系统硬件
到来自本基站控制范围内的测试子站发来的数据时，通知微处
系统使用８位低功耗微处理器ＡＴｍｅｇａｌ２８，相对于其他通
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ＦＩＦＣ ＣＣＡ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ｗａｔｅｒ－ｓａｖｉｎｇ ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ ｉｓ蚰ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｗａｙ ｔＯ ｓｏｌｖｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｌａｃｋ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｆｏｒ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ．
Ｔｈｅ ＺｉｇＢｅｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ａ ｎｅｗ ｔｗｏ·ｗａｙ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｔｈａｔ ｆｉｎｄｓ ｉｔｓ ｕｓｅ ｉｎ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ａｎｄ ｒｅｍｏｔｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｉｅｌｄ．
和供电电池组成。基本功能是由土壤传感器定时采集农田中土 壤的湿度和温度，然后传给微处理器，微处理器处理采集到的数
过ＺｉｇＢｅｅ收发器发向本基站控制范围内的测试子站，从而检测 测试子站的工作状态和设备状态。ＦＦＤ测试基站的硬件图见图
据，最后在处理器控制下由ＺｉｇＢｅｅ收发器通过天线，把数据发到 ３。
测试基站，由基站处理。ＲＦＤ测试子站的硬件结构如图２所示。