基于 ZigBee 的节水灌溉系统设计

（西安工业大学电子信息工程学院陕西西安710021）

摘要：针对国内目前多数灌溉作业需人工操作，费时费力且效果不佳，提出基于ZigBee的节水灌溉系统。该系统将喷滴灌相结合，能够监测植物土壤湿度和天气状况的变化，通过无线网络将传感器信号反馈，结合传感器融合技术可对灌溉动作做出精确判断，实施高效的节水灌溉措施。

关键词：节水灌溉；ZigBee；无线传感网络；Android

Thewater-savingirrigationsystembasedonZigBee

Abstract:Inordertosolvetheproblemsofdripirrigation，suchasworkmanually，time-consumingandpooreffect,water-savingirrigationsystembasedonZigBeeispresented.Thecombinationofsprayanddripirrigationsystems,tomonitorthesoilmoistureandplantchangesinweatherconditionsoverthewirelessnetworksignalfeedback,combinedwithsensorfusiontechnologycanmakeaccuratejudgmentsonirrigation,andimplementhighefficientwater-savingirrigationmeasures.

Keywords:water-savingirrigation;ZigBee;wirelesssensornetwork;Android

引言

目前，我国的自动灌溉技术得到了很大的推广和应用，但是现阶段的自动灌溉大都是有线的传输信息且仅采用一种灌溉模式。由于灌溉方式单一和实时数据采集与分析的不及时，极大地影响了自动灌溉的效益，加之某些地区地理条件和生产条件的限制，对自动灌溉技术的广泛应用显得较为困难。本文主要对自动灌溉系统中的无线通信进行研究，将ZigBee技术与Android技术应用于自动灌溉系统，并提出将喷灌与滴灌技术结合的灌溉方式，克服田间布线和维护的困扰，并且最大程度的进行节水灌溉。

1自动灌溉系统介绍

1.1工作原理

如图1所示，节水灌溉系统中的空气温湿度传感器、土壤湿度传感器及雨量传感器将采集到的信号经ZigBee及蓝牙传输至Android监控中心，Android监控中心将检测到的信号与预先设置的适宜值进行比对，再决定对电磁阀的开关动作，以达到控制土壤含水量的目的；而农田作物对水量的需求可以由经验或者实验得出，这样使得田间农作物能够生长在比较良好的土壤湿度环境下。这种方式能够最大限度地节约灌溉用水，对于大规模的农田灌溉具有非常好的应用前景。同时Android监控中心能够实时了解到当前系统中各个节点的工作状态，一旦出现异常，如通信中断、传感器采集异常的情况，能够及时地反应到Android监控中心，监控中心可以立即通知人员维护，提高整个系统的可靠性。此外，该系统可以进行人为控制施肥装置对农作物进行施肥。