[发明专利]远程农业信息智能分析系统及农业环境调控方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种远程农业信息智能分析系统及农业环境调控方法。

背景技术

无线传感器网络(Wireless Sensor Networks，WSN)是当前在国际上备受关注的、涉及多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点研究领域。无线传感器网络是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统。传感器技术、微机电系统、现代网络和无线通信等技术的进步，推动了现代无线传感器网络的产生和发展。

ZigBee是一组基于IEE802.15.4的无线通信协议，它是一种短距离、低功耗的无线通信技术，其特点是近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。ZigBee技术在ZigBee联盟和IEEE802.15.4的推动下，结合其他无线技术，可以实现无所不在的网络。它不仅在工业、农业、军事、环境、医疗等传统领域有具有巨大的运用价值，在未来其应用可以涉及到人类日常生活和社会生产活动的所有领域。

传统农业主要使用孤立的、没有通信能力的机械设备，主要依靠人力监测作物的生长状况。随着农业信息化进程的开展，很多新兴的信息技术在农业领域都得到了广泛的应用，首先，基于农业管理系统的结构和特点，针对其难以安装、维护和调整的缺点，基于无线技术无需布线等方面的优势，选择蓝牙(bluetooth)技术设计了无线温室环境信息采集系统，利用蓝牙技术可以解决传统温室现场布线繁琐等问题，成为无线技术很好的应用方向，但蓝牙技术发展数年，一直受到芯片价格高、厂商支持力度不够、传输距离限制及抗干扰能力差等问题的困扰。而随着现代无线传感器网络的产生和发展以及ZigBee的兴起，农业必然将逐渐地转向以信息和软件为中心的生产模式，使用更多的自动化、网络化、智能化和远程控制的设备来进行农业生产。传感器将可以收集包括土壤湿度、氮浓度、pH值、降水量、温度、空气湿度和气压等信息，这些信息和采集信息的地理位置经由Zigbee网络传送到中央控制设备，便能够及早而且准确地发现问题，从而有助于保持并提高农作物的产量。

今天，农业信息工作全面启动，″金农工程″、″企业上网″、863在农业的应用等都离不开数据库建设，计算机和网络的普及，给农业产业升级带来机遇，电脑知识和网络技术的普及将有力推进农业信息化。数据库随着网络的普及，应用领域在不断扩大，企业管理、信息传播等都离不开数据库的默默支持，组建一个成功的数据库能有效推进一个企业走向成功，对国家来讲，建立一系列完整的农业数据库对实现资源的高度共享，创造一个良好有序的生产生活环境，促进国家的经济繁荣和发展意义深远，对农业来讲，实现信息共享，促进生产和流通的有序进行，加快成果的研究和转化步伐。

虽然国内在农业智能信息化方面已经做了很多研究并且有了一些很好的实际应用，2008年浙江大学提出基于ZigBee无线传感器网络的温室环境监控系统研究，同一年南京大学提出基于ZigBee网络与嵌入式3S技术的农田信息监测系统的研究，但这些并未真正意义上实现农业的自动化智能管理。而针对远程智能调控农业现场环境以及将农业数据库与农业智能管理结合的的研究和实现并未见报道。200710156210.X号发明专利公开了一种基于ZigBee的无线传感器网络的温室环境监测系统。该系统分为整个温室群和单个温室内两个层次，单个温室内给予ZigBee星型网络的监控网和整个温室群基于ZigBee网状结构的监控网，系统包括可任意布置的无线传感器节点、用于驱动温室内执行机构的无线执行器驱动节点；用于管理本地温室内的无线节点并兼具中继功能的温室无线路由节点、用于收集温室群的环境数据以实现对所有温室管理的温室无线中央控制器。其缺点是：1.此发明只能对温室环境实施监控，不能远程根据温室环境自动的进行调整，温室自动化管理程度不高。2.此发明针对温室设计，不适于复杂多变的农业生产领域。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种基于ZigBee无线通信技术的农业环境智能分析系统，构造一套低成本、便于安装、灵活部署、智能化的大型农业无线传感器监控网络，以避免传统有线方式采集点布置困难、系统成本高、安装维护难度大的问题。

为此，本发明采用以下技术方案：