基于农业物联网监测系统的农田土壤墒情监测系统研究
稻田土壤墒情监测网络分簇策略的研究
近， 节点利用竞争半 径的不 同， 从地理 位置上构 造 出 大小非均匀 的分簇结构 ， 均衡簇 头的负载 。Ｃ Ａ Ｄ Ｓ ＿ １ ｌ ＿
是不 平 衡 的 。
Ｌ Ｅ Ａ Ｃ Ｈ， Ｐ Ｅ Ｇ Ａ Ｓ Ｉ Ｓ和 Ｈ Ｅ Ｅ Ｄ都 需 要 周 期 性 地 更 新
簇头形成新 的簇 ， 以使整个 网络 的能量 达到平衡 ， 簇
头 的竞 选有 迭 代 过程 ， 开销较大。
感器网络 中 ， 如何设计有效的数据汇聚策略是首要考 虑 的问题 。正 是 由于 簇 结 构 的 网 络 有 利 于 节 点 的 负 载均衡 以及易于实现数据聚合 ， 还可 以有效地延长 网
玉文等 开展 了农 田无线传 感器 网络的节 点部署仿 真实验 ； 高峰等 采用无线传感器 网络技术设计 了作 物水分状况监测系统。然 而 ， 对于传感器 网络在大规 模农 田种植 领域 的应 用 、 传 感器 网络 的组 织结构 、 路 由协 议 以及 节 能 策 略等 相关 研 究 均 不够 深 入 Ｊ 。
控制 协 议 。此 外 ， 针 对 如 何 有 效 地 部 署 节 点 问题 ， 孙
Ｌ Ｅ Ａ Ｃ Ｈ【 ７ １ 是一个典型的分簇 协议 ， 将整个 网络 的 能耗负载均衡地分配到每个传感器节 点， 但是所有簇 头直接和基站传输数据 ， 使离基站远 的族头能源消耗
严重 ， 如果 监 测 大 面积 范 围 ， Ｌ Ｅ Ａ Ｃ Ｈ 算 法并 不 太 实用 。 Ｐ Ｅ Ｇ Ａ Ｓ Ｉ Ｓ 协 议减 少 了 与 基 站 直 接 通 信 的 节 点 数 ， 把 网络 中所 有 传 感 器 节 点 用 贪 婪 算 法 构 成 一 个 边 长 之
时地 监 测 、 感 知 和 采集 节 点部 署 区域 内 的 各 种 监 测 对
智慧农业如何实现农业四情监测
智慧农业如何实现农业四情监测物联网是继计算机、互联网之后的第三次信息技术浪潮。
近年来随着5G技术的落地，无线物联得以快速发展。
相对于 4G 网络，5G 通讯和带宽能力更加强大，能够满足物联网应用覆盖面广、高速稳定等需求。
随着智能传感器、移动嵌入式系统、精准农业的发展，物联技术在现代农业生产中的应用逐渐增加。
可以准确获取田间作物生长信息,根据作物生长需求实现最优环境与肥水调控,实现农业标准化生产,对节省水肥资源、提高农业生产效率、促进现代农业生产方式的转变。
1、智慧农业监测系统精准农业是全球农业发展的趋势。
传统的农田环境监测系统多采用有线组网的方式或者直接采用人工实地检测获得环境数据。
有线组网的方式缺乏灵活性，受地理环境的限制，线路资源损耗大，难以实现远距离、多点位监测。
人工实地检测需要消耗更多人力、物力，且获取的数据量有限，受主观因素影响，结果容易产生误差。
物联网是通过非接触式的数据通信、传感器、全球定位系统等各种设备，利用无线网络进行信息交换和通信，实现智能化识别、定位、监控和管理的巨大网络。
农作物生长受到光、温、土壤、水、气（CO2）、肥、病虫害、灾害性天气、管理措施等诸多因素的影响，是多因素综合作用的结果。
通过多种采集传感器，能够实现对农业生产各环节数据的采集，为后续田间管理措施提供数据支撑。
2、作物长势监测作物长势反映了作物植株生长发育发育状况及其在产量丰欠方面的特征。
尽管作物的长势收到内外环境的诸多因素影响，但仍然可以通过对植株本身与长势相关的外在表现特征进行监测，从而获得作物长势信息。
以植被指数（LAI）、叶面积指数（NDVI）等为代表的植被遥感参数是公认的能够反映作物长势的遥感监测指标。
作物遥感监测的原理是建立在作物光谱特征基础之上，即作物在可见光部分（被叶绿素吸收）有较强的吸收峰，近红外波段（受叶片内部构造影响）有强烈的反射率，形成突峰，这些敏感波段及其组合形成植被指数，可以反射作物生长的空间信息。
农业四情监测系统
农业四情监测系统：推动农业智能化发展
农业四情监测系统，也被称为农林四情监测预警系统，是现代农业信息技术与农业生产深度融合的产物。
该系统主要用于实时监测和预警农业生产的四个关键方面：墒情、虫情、气候和苗情。
通过土壤墒情监测仪、虫情测报仪、自动气象站等设备的组合应用，实现了农业生产的高效化管理。
农业四情监测系统能够实时获取农田环境数据和作物生长状态，为农民提供及时、准确的信息支持。
准确灌溉、施肥和病虫害防治减少了农药和化肥的使用量，降低了生产成本。
科学的田间管理有助于提高作物的品质和产量，满足市场对高品质农产品的需求
在实际应用中，农业四情监测系统广泛应用于小麦、玉米、水稻、蔬菜等各种类型的农田种植。
通过该系统，农民可以随时随地通过手机、电脑等终端设备查看农田的实时数据，并根据数据变化及时调整种植策略、施肥方案、病虫害防治措施等。
这不仅提高了决策的效率和准确性，还大大节省了农民的时间和精力。
随着智慧农业的不断发展，农业四情监测系统将在农业生产中发挥越来越重要的作用。
未来，随着技术的不断进步和成本的进一步降低，农业四情监测系统有望在更广泛的农业生产中得到应用，推动现代农业向智能化和高效化发展。
物联网在农业方面的应用
物联网在农业方面的应用摘要：物联网是将各种信息传感设备, 如无线射频识别( RFID) 装置、外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络作为一种最能体现新一代信息技术的网络模型, 物联网必将在不远的将来展示出强大的生命力, 让所有的物品都与网络连接在一起, 从多个方面改变我们的工作和生活。
农业作为关系着国计民生的基础产业，其信息化、智慧化的程度尤为重要。
物联网技术在农业生产和科研中的引入与应用，将是现代农业依托新型信息化应用上迈出的一大步，可以改变粗放的农业经营管理方式，提高动植物疫情疫病防控能力，确保农产品质量安全，从而引领现代农业的发展。
关键词:物联网、农业、应用、建议。
Abstrate:Things will all kinds of information network is sensing equipment, such as radio frequency identification (RFID) device, and outside sensors, global positioning system, laser scanner wait for a variety of devices and the Internet combine a huge network formed as a kind of can best embody the new generation of information technology network model, the thing networking will show in the near future the powerful vitality, let all the items are joined together with network from several respects, change our work and life. Agriculture as the foundation industry in relation to the people's livelihood, the informationization, the degree of wisdom is especially important. Content networking technology in agricultural production and research, the introduction and application of modern agriculture will be made on the application of informatization of new leap forward, can change the extensive agricultural management mode, improving animal or plant epidemic disease prevention and control ability, ensure the quality and safety of agricultural products, leading the development of modern agriculture. Keywords:The Internet of Thellongs、Agriculture、Apply、Suggestion引言：物联网被预言为继互联网之后全球信息产业的又一次科技与经济浪潮，受到各国政府、企业和学术界的重视。
智慧农业研究报告
智慧农业研究报告一、引言农业作为人类社会的基础产业，始终在不断发展和变革。
随着科技的飞速进步，智慧农业应运而生，为农业领域带来了全新的机遇和挑战。
智慧农业是指利用现代信息技术，包括物联网、大数据、人工智能等，实现农业生产的智能化、精准化和高效化。
本研究报告将深入探讨智慧农业的概念、发展现状、关键技术、应用案例以及未来发展趋势。
二、智慧农业的概念与特点（一）概念智慧农业是将信息技术与农业生产全面结合，通过智能化的设备和系统，实现对农业生产全过程的精准感知、智能决策和自动控制。
（二）特点1、精准性依靠传感器和数据分析，能够精确获取土壤、气象、作物生长等信息，实现精准施肥、灌溉、病虫害防治等。
2、高效性自动化的生产流程和智能化的管理系统，大大提高了农业生产效率，降低了人力成本。
3、可持续性有助于合理利用资源，减少农药、化肥的使用，降低对环境的污染，实现农业的可持续发展。
三、智慧农业的发展现状（一）国际现状发达国家在智慧农业领域起步较早，已经形成了较为成熟的技术体系和应用模式。
例如，美国利用卫星遥感技术进行农田监测和作物估产；以色列的精准灌溉技术全球领先。
（二）国内现状我国智慧农业近年来发展迅速，政府出台了一系列支持政策，推动农业数字化转型。
一些大型农业企业和科技公司纷纷布局智慧农业，在智能温室、无人机植保等方面取得了一定成果。
四、智慧农业的关键技术（一）物联网技术通过传感器、射频识别等设备，实时采集农业生产环境和作物生长数据。
（二）大数据技术对海量的农业数据进行分析处理，为决策提供依据。
（三）人工智能技术例如图像识别用于病虫害监测，机器学习算法用于预测作物产量。
（四）卫星遥感技术获取大范围的农田信息，包括土壤墒情、作物长势等。
（五）自动化控制技术实现农业设备的自动运行和精准控制，如自动灌溉系统、智能温室调控系统。
五、智慧农业的应用案例（一）智能温室通过环境监测和调控系统，为作物提供最佳的生长环境，提高产量和品质。
土壤墒情自动监测总结汇报
土壤墒情自动监测总结汇报土壤墒情自动监测总结汇报一、引言土壤墒情自动监测是一种重要的工具，用于实时监测土壤的水分状况。
通过监测土壤墒情，可以及时了解土壤的湿度，为农田灌溉、农作物生长等农业生产决策提供数据支持。
本次总结汇报旨在总结土壤墒情自动监测的工作进展、存在的问题及改进措施，并提出未来的发展方向。
二、工作进展1. 系统搭建我们成功地搭建了一套土壤墒情自动监测系统，并将其应用于农田中。
该系统由土壤墒情传感器、数据采集器、数据传输模块和数据分析软件组成。
传感器能够准确测量土壤的水分含量，并将数据传输给数据采集器。
数据采集器负责将数据进行采集，通过数据传输模块将数据传输至数据分析软件中进行分析和处理。
2. 数据分析我们利用所采集到的土壤墒情数据，进行了详细的数据分析。
通过分析，我们可以了解不同区域土壤墒情的变化趋势、季节性变化和日变化规律。
此外，我们还研究了土壤墒情与气象因素、农田灌溉需求之间的关系，为农田灌溉提供了科学依据。
三、存在问题1. 数据传输不稳定在实际应用中，我们发现数据传输存在不稳定的情况，导致部分数据无法及时传输到数据分析软件中。
这给数据分析和处理带来了困扰，影响了系统的应用效果。
2. 传感器精度有待提高目前所使用的土壤墒情传感器精度还有待提高。
由于土壤环境的多样性，传感器在不同环境下的测量结果存在一定的误差。
这给数据的准确性带来了一定的影响。
四、改进措施1. 数据传输优化我们将采取措施优化数据的传输方式，提高系统的稳定性。
一方面，我们将加强对数据传输模块的维护，定期检查其工作状态，及时发现问题并解决。
另一方面，我们将尝试使用更稳定可靠的数据传输方式，如无线传输或者全球卫星导航系统等，提高数据传输的可靠性和稳定性。
2. 传感器选择与校准我们将对目前所使用的土壤墒情传感器进行评估和比较，并选择精度更高的传感器进行替换。
同时，我们将对传感器进行定期校准，确保其准确性和稳定性。
五、未来发展方向1. 引入机器学习算法我们计划引入机器学习算法，对土壤墒情数据进行分析和预测。
兵团农六师一〇五团推广作物智能化灌溉物联网平台建设
兵团农六师一〇五团推广作物智能化灌溉物联网平台建设初探[摘要]基于物联网技术的智能化微灌系统能够实现精准灌溉，是干旱区农业可持续发展的有效途径。
该文采用物联网技术，根据作物灌溉决策与管理的实际需求，设计并实现了作物智能化微灌系统。
该系统解决了示范区墒情监测布点缺乏依据的困难和关键硬件产品进口价格过高、难以推广等问题，实现了农田墒情实时监测、数据远程传输和灌溉自动控制功能，为农业灌溉远程管理提供物联网应用平台。
[关键词]灌溉智能化系统无线网络物联网农业作为关系着国计民生的基础产业，其信息化、智能化的程度尤为重要。
21世纪的农业将是信息农业的时代，没有信息技术在农业上的应用，就不可能有农业现代化。
物联网技术在农业生产和管理中的引入与应用，将是现代农业依托新型信息化应用上迈出的一大步。
物联网可以改变粗放的农业经营管理方式，使农业发展走向高产、优质、高效、生态、安全之路的科技保障，实现智能控制，确保农产品质量安全，引领现代农业的发展。
一、作物智能化灌溉物联网平台建设的现实意义近年来，新疆兵团已示范推广了农田墒情监测与灌溉自动控制系统，这对促进兵团农业灌溉水平的提高起到了积极作用，是兵团农业信息化建设成为世界领先，中国唯一的技术支撑。
智能化灌溉物联网平台是一个把远程监测系统、管理决策支持系统（或专家系统）及滴灌自动控制系统集成于一体，构成农业灌溉物联网综合技术体系。
作物滴灌远程监控技术可通过该技术平台实现远程数据采集、数据存储、数据处理、滴灌自动化及故障排除等功能，可以将触角伸入到现场的各个节点，在异地也可充分掌握现场信息。
该平台可以满足不同级别用户在线浏览知识、获知实时数据和远程化化灌溉管理。
这将成为灌溉信息化管理发展的方向，将推动兵团农业节水灌溉自动化技术水平的进一步提升。
灌溉管理逐渐向走信息化、自动化管理是兵团农业发展的方向之一。
近年来滴灌技术在全球的广泛应用，加强了对大田作物肥水管理的可控性。
因此，研发嵌套作物水分管理决策支持系统的灌溉管理自动控制系统更为必要和迫切。
土壤墒情监测系统的设计与实现
土 壤墒 情 是农 田耕 作 层 土壤 含 水 率 的俗 称 ， 是 影 对 监测 点经度 、 纬度 等 地理信 息数 据进 行采 集 。
所 以需要对 其 进行 实 时监 控 ， 这 样采 集 的信 息才 有利 理 位 置 ； 土 壤 质 地类 型及 土 壤 物 理特 性 ； 所 属 行政 区 用 价值 。土壤 水 分 的变 化 不 仅 与土 壤特 性 有 关 ， 还 受 划 、 周边 地 形地 貌 ； 作物 种 植 的种 类及 范 围 ； 水文 地质
土 壤墒 情效 果 的好 坏 ， 取 决于 监测 点 的数 量 。监 测 点
３ 、 ＧＩ Ｓ在 土壤墒 情 中的应 用
在 全 国第三 次农业 气 候 区划 会 议上 ， 土壤 水 分委 过 多虽 然会 提 高监 测 效果 ，但 会 使系 统 的投 资过 大 。 员 会提 出了 Ｇ Ｉ Ｓ技术 应用 于监 测土 壤水 分 的原 因 。 地 所 以合 理 的选 取监 测 点数量 是十 分必 要 的。在布 设土 理 信 息系 统在 农 业气 候 区划 ， 主 要 经 济作 物适 宜 种 植 壤 墒 情 监 测 点 时 ， 每 二 十平 方米 放 置 一 个节 点 ， 采 样 区划 ， 天气 和 其 他 业 务 领 域 ， 提 供 了土 壤 水 分 研 究 的 点 之 间保持 一 定 的距 离 ，采样 点 的位 置 一经 确 定 ， 应
解 决水 资源 配 置与高 效利 用等 常见 问题 。 ２ 、 土壤 墒 情 响农 作物 生长 的重要 因 素 。土壤 墒 情 是不 断 变 化 的 ， ４ ． １土壤 墒情数 据采 集模 块 ： 土 壤 墒 情数 据 采 集 模 块 是 利 用 土 壤 温湿 度 传 感 器 对土 壤温度 和湿 度 等数据 进行 采集 。 利用 Ｇ Ｐ Ｓ装置
农业四情监测管理系统建设方案
农业四情监测管理系统建设方案农业四情监测管理系统建设方案市县区域/直送2023全+境+派+送解决方案【万象环境】型号WX—Q3【顺丰包邮发货，选万象放心购】随着科技的进步和农业现代化的推动，对农业生产过程的监测和管理已成为提高农业生产效率、保障农产品质量安全的紧要手段。
农业四情监测管理系统，即对农业生产中的气候、土壤、作物、动物四情进行吖实时监测和管理的系统，对于实现精准农业、提高农业生产水平具有紧要意义。
一、系统背景随着智慧农业的发展，互联网、大数据、人工智能等技术渐渐运用到了农业生产的各个环节，大大提高了劳动力、资本等各项生产要素资源的配置与利用效率。
借助物联网，智慧农业构建了集环境监控、精zhun调整为一体的农业生产系统，可对不同的农业生产环境及对象进行监测监管，通过传感设备检测环境的物理参数，对土壤、虫情、气象、苗青等生产环境情形进行实时动态监控，使之符合农业生产环境标准，这些新技术的应用将大大改善农产品品质，使其符合市场需求，可以实现供应与需求的有效对接，促进农业生产精细化、高xiao化、现代化发展。
二、系统构成该系统由管式土壤墒情监测仪、虫情测报灯、气象站、视频监控、围栏、云平台构成。
该系统可对农业大田的土壤温度、土壤水分，病虫情形（病虫种类、病虫数量等），气候情形（空气温度、湿度、雨量、光照度、二氧化碳、风速风向等环境参数），作物长势进行系统监测和管理，通过GPRS/4G或网口将数据上传至测报平台，管理人员可远程实时查看各环境参数数据及趋势，节省人力，并依据数据反馈作出相应调整，以保zheng农作物良好的生长态势，助力农业生产。
三、平台介绍1.农业四情测报平台是集虫情、气象、墒情、苗情监测为一体在线监控平台。
虫情监测具有Al害虫自动识别、远程实时查看虫情、虫情在线分析、害虫种类自动识别、区域虫情统计、虫情更改趋势分析、设备监测等功能。
气象监测具有远程实时查看气象、在线分析气象历史数据的功能。
土壤墒情网络监测管理系统的设计与实现
２ ２ 系统 功 能和数 据 库 设计 ．
及组件 ＪｖＢ ａ 组成。 Ｓ 是 Ｓｎ ａａｅｎ ＪＰ ｕ 微软公 司倡导 、 多家
公 司参 与建 立 的一种 动 态 网页 技 术标 准 ， Ｊｖ 是 ａａ开发
图 １ 城市森林土壤墒情远 程监测 系统的结构框图
中最 具 代 表 性 的 解 决 方 案 ， 有 书 写 一 次 、 意运 行 具 任 的特性 。ＪｖＢ ａ 件实 现 了表 现层 和商 务逻 辑 层 的 ａａ ｅｎ组 分 离 ， 以实 现代 码 的重 复 利 用 ， 有 易 编 写 、 维护 可 具 易
要求 。
关键 词 ： 土 壤 墒情 ；远程 监 测 ；Ｃ ＭＡ Ｘ；Ｊ Ｅ Ｄ １ ２ Ｅ；数 据 库
中图 分 类 号 ：Ｓ ５； ｌ ６ ｌ Ｓ２ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ ０ ３—１ ８ ２ ０ ） ０－ １ ０— ３ ８ Ｘ（０ ８ １ ０ ３ ０
０ 引言
详细 介绍 了系统 的结 构 和网 络监 测 管理 系统 的功 能 。监 测 管理 系 统采 用 Ｊ Ｅ ２ Ｅ构 架 ， 具有 查 看 实 时 数 据 、 询历 查
史数 据 以 及对 数据 进 行 召测 和对 超 标 值进 行 报 警 等 功 能 。 实 验 表 明 ， 统 性 能 稳 定 ， 足 土 壤 墒 情 远 程 监 测 的 系 满
…
： 卜＿ ．
Ｃ 据 终端 数据 Ｉ 数 Ｍ 终端 ＤＡ Ｘ
蓑 Ｉ
Ｉｖ ｅ １ Ｂ Ｊ ａ ａ ａ ｎ ｌ
图 ２ 土壤 墒 情 网 络 监 测 管 理 系 统 的 的体 系 构 架
ＭＡ
监测 系统 构架 包 括信 息层 、 Ｂ层 和 客户 层 。信 ＷＥ
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托普农业物联网缔造智慧农业，开拓农业生产新局面。 基于农业物联网监测系统的农田土壤墒情监测系统研究 摘要：精准农业是2l世纪世界农业主要发展方向。本文就基于物联IN(Internet Of Things，lOT)技术实现区域农田土壤墒情监测的技术路线、系统设计、应用开发进行了深入的研究，提出了通过无线传感器网络(WSN)，实现农田土壤温度、湿度等土壤墒情信息进行自动化采集与存贮的信息系统设计。通过该系统的推广与应用，必将为获取精确的作物环境和作物信息提供有力的支持，推进当前精准农业研究的进一步发展。 关键宇：农业物联网监测系统；无线传感网络；精准农业 1 引言 物联网概念在1999年提出，是将所有物品通过各种信息传感设备，如射频识别装置、基于光声电磁的传感器、3S技术、激光扫描器等各类装置与互联网结合起来，实现数据采集、融合、处理，并通过操作终端，实现智能化识别理。 物联网技术在农业中的应用既能改变粗放的农业经营管理方式，又能提高动植物疾情疾病防控能力，确保农产品质量安全，引领现代农业发展。 随着农业科技的发展，以及国家对三农的的高度重视，特别是国家2012农业国家一号文件颁发后。国家科技园、各大农业园区、农场等农业机构企业积极寻求在良种培育、节本降耗、节水灌溉、农机装备、新型肥药、疫病防控、加工贮运、循环农业、海洋农业、农村民生等方面的高新技术，力求突破现存的农业技术瓶颈，真正实现现代化农业。 浙江托普仪器有限公司和浙江大学合作积极响应科技兴农政策突出农业科技创新重点，研发出农业物联网智能控制系统通过通过射频识别（rfid）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备等新型技术将农业和互联网连接起来提大大提高了农业生产的工作效率和精细管理，避免了“瘦肉精”、 “毒辣椒粉”、“红心鸭蛋”等问题的再次发生，保证了食品的安全和产量。目前此物联系统已在全国多家科技园、示范园区、农场、科研所、院校等区域成功运行，技术稳定成熟，功能齐全。为在农业种植业、畜牧养殖业等领域的生产关键环节建立智能化控制、信息化管理的现代农业项目提供了强有力的技术支持。物联网的实施将大大提高国家推进科技创新增强农产品的步伐。农业物联网将开启农业生产腾飞的新篇章。 托普农业物联网核心产品均属于自有品牌，自主研发生产。 托普农业物联网缔造智慧农业，开拓农业生产新局面。 托普农业物联网系统主要包括三个层次： 感知层：采用各种传感器（如温湿度、光照、CO2、风向、风速、雨量、土壤温湿度等）获取植物的各类信息。 传输层：信息通过无线网络传输系统和信息路由设备传到控制中心，各个节点可以自由配对、任意监控、互不干扰。 应用层：根据WSN获取植物实时生长环境。图温湿度、光照参数等，收集各个节点的数据，进行存储和管理实现整个测试点的信息动态显示，并根据各类信息进行自动灌溉、施肥、喷药、降温补光等控制、对异常信息进行自动报警。加装摄像头可以对每个大棚和整个园区进行实时监控。
精准农业是2 1世纪世界农业主要发展方向。在美国、加拿大等农业发达国家，精准农业已经形成一种高新技术与农业生产相结合的产业，成为农业可持续发展的重要途径【1]【2]。 农业灌溉是我国的用水大户，其用水量约占总用水量的70％。据统计，因干旱造成我国粮食每年平均受灾面积达两千万公顷，损失粮食占全国因灾减产粮食的5 0％。长期以来，由于技术、管理水平落后，导致灌溉用水浪费十分严重，农业灌溉用水的利用率仅40％。土壤水分是作物生长的关键性限制因素，土壤墒情信息的准确采集是进行农田的节水灌溉、最优调控的基础和保证，对于节水技术有效实施具有关键性的作用。对土壤墒情信息，从宏观到微观的监测预测和动态分析，传统获取手段已很难实现。如果根据监测土壤墒情信息，实时控制灌溉时机和水量，可以有效提高用水效率。快速有效地描述影响作物生长的田间信息， 成为目前开展精细农业实践迫切需要解决的基础问题之一。 农业物联网监测系统为农田信息获取提供了一个崭新的思路。物联网是通过射频识别、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、托普农业物联网缔造智慧农业，开拓农业生产新局面。 监控和管理的一种网络[3】[41【5】。将传感节点布设于农田等目标区域，网络节点大量实时、精确地采集温度、湿度、光照、气体浓度等环境信息，这些信息在数据汇聚节点汇集，网络对汇集的数据进行分析，帮助生产者有针对地投放农业生产资料等，从而更好地实现耕地资源的合理高效利用和农业现代化精准管理，推进农业生产的高效管理、提升农业生产效能。 应用农业物联网监测系统重要组成的无线传感器网络进行农田土壤墒情信息获取可以满足快速、精确、连续测量的要求。无线传感器网络作为一种全新的信息获取和处理技术，凭借其低功耗、低成本、高可靠性等特点，已逐渐渗透到农业领域。国外目前已有相关的理论与应用研究。美国加州Camalie葡萄园在1．78hm2区域部署了20个Crossbow公司的Mica2dot节点，组建了土壤温湿度监测网络，同时还监测酒窖内储存温度变化，2005年和2006年葡萄产量分别较上一年翻了一倍，同时也改善了葡萄酒品质，节省了灌溉用水。2002年英特尔公司率先在俄勒冈州建立了第一个无线传感葡萄园。传感器节点被分布在葡萄园的每个角落，每隔lmin检测1次土壤温度、湿度或该区域有害物的数量以确保葡萄可以健康生长，进而获得大丰收。国内一些科研院所和高校展开了相关研究，但国内在这方面的研究则还处于较低的水平，应用不广泛。 随着物联网的出现，对于实施农田精准作业过程，农田环境信息的采集则要求更加精确、及时。当前，农田信息获取的主要方式有：手持设备的人工获取方式、基于GPRS监测方式和基于WLAN监测方式等【6】【71。利用手持设备人工打点，来获取农田土壤信息是最原始的方式，该方式不但需要耗费大量的人力、不具有实时性，而且数据的获取量有限，显然已不能满足当前农田土壤墒情监测的需求。 本文设计的系统主要针对物联网无线传感器网络系统在农田土壤墒情信息采集方面开展研究工作。该系统主要由低功耗无线传感网络节点通过ZigBee白组网方式构成[8Ⅱ9f，实现土壤墒情的连续在线监测。主要包含两个重要部分：即环境区域内的无线网络部分及实现远程数据传输的通信网络部分。无线网络选择星型网络连接拓扑；远程数据传输采用Internet实现，采用嵌入式Internet接入技术实现无线网络与Internet网络通信；以土壤的温度、湿度等参数采集为模型完成监测区域内环境参数采集。从而满足精准农业作业对农田信息精确托普农业物联网缔造智慧农业，开拓农业生产新局面。 度、实时性等要求。 2 系统设计 2．1无线传感器网络监测系统整体框架 本研究中无线传感器网络系统包含两个重要部分，即农田环境区域内的无线网络部分及实现远程数据传输的通信网络部分。无线网络选择星型网络连接拓扑；远程数据传输采用Internet实现，采用嵌入式Internet接人技术实现无线网络与Internet网络通信；以温度、湿度等参数采集为模型完成监测区域内土壤信息参数采集，具体设计方案如图1所示。
每个Zigbee终端连接传感器完成数据采集，数据采集作为Zigbee应用层应用对象以端口形式与协议栈底层进行通信，数据从应用层传输到物理层。之后，物理层进行能量和空闲信道扫描检测空闲信道，当得到空闲信道，物理射频模块将数据以无线电波形式无线发送。协调器射频模块接收到数据包，物理层通知上层接收到数据，数据从物理层又逐层向上层传输，每向上一层就去掉下层的包头、包尾以这种形式将数据包解包。当数据传输到协调器应用层，数据通过串口发送到网络模块，网络模块采用网络协议与Internet网络连接，实现无线网络与Internet网络的对接。 2．2无线传感器节点设计 本研究传感器节点具有端节点和路由的功能。一方面实现数据采集和处理；一方面实现数据融合和路由，对本身采集的数据和收到的其他节点发送的数据进行综合，转发路由到网关节点。传感器网络节点由处理器单元、无线传输单元、托普农业物联网缔造智慧农业，开拓农业生产新局面。 传感器单元和电源模块单元四部分组成。处理器单元是无线传感器节点的核心，与其它单元一起完成数据采集、处理和收发；无线通信单元完成数据包的收发；传感器模块完成环境数据的采集转换；电源模块为整个节点系统提供能源支持。本研究选择微处理器加无线射频模块的节点模型，无线传输技术采用802．15．4(Zigbee)技术。系统处理器采用CC2431芯片。 2。3 I nternet接入模块的设计 本系统采用Zigbee无线网络与Internet网络连接形式实现数据远程传输。将TCP／IP扩展到嵌入式设备，由嵌入式系统自身实现WEB服务器功能。通过无线网络的协调器节点与Internet网络接入模块或服务器相连，无线Zigbee协议在协调器上实现，TCP／IP协议在网络接人模块上实现。具体连接如图2所示。该方式将Zigbee数据帧在协调器中由协议栈解包，通过串口RS232将数据发送到Internet接入模块，网络模块将数据简单处理融合重新采用TCP／P协议打包，实现Intemet接入。该Intemet网络模块硬件采用ARM9处理器，嵌入式操作系统为“c／os—II。
3 系统技术指标 微功耗无线传感器技术指标：1．功率为10roW；2．接收时电流<18mA，发射电流小于或等于40mA；3．多信道模块标准配置提供4个信道；4．组网功能，达128只无线传感器的网络；5．接口波特率为1200／2400／4800／9600／19200Bit／s，可设置；6电池选配450mAh。无线传感器节点网络设计采用Zigbee协议，采用星型拓扑结构。该无线传感器网络监测系统在开发成功后，除区域农