基于ZigBee的节能型水产养殖环境监测系统

• 作者: 卜世杰 周庆国 张红霞 徐武德 杨旭辉 郑礴 韩根亮
• 来源期刊: 农业工程学报
• 学科: 农学
• 关键词: 水产养殖 无线传感器网络 传感器 ZigBee 节能
• 年，卷（期）: 2015,（17）
• 所属期刊栏目: 农业信息与电气技术
• 页码范围: 183-190
• 页数: 8页
• 分类号: S210|S969
• 字数: 6026字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2015.17.024

摘要

该文基于ZigBee无线传感器网络技术,设计了一种节能型水产养殖环境监测系统,用于实时监测水的温度、pH值、溶解氧浓度和浊度等参数.系统采用CC2530为核心处理器设计无线传感器节点;运用开源的Z-stack协议栈开发了节点应用程序,提高了系统的稳定性和可靠性;使用9V锂电池为无线传感器节点供电,实现了系统的无线化;采用C/S和B/S混合编程模式开发了简单直观的本地用户监测界面和远程监测网站,实现了系统的本地监测和远程监测;采用分时、分区供电的方式和数据融合技术延长了节点的生存时间.该文介绍了系统软硬件设计方法,并重点阐述了软件和硬件的节能策略.实验室测试表明,采用方案4(传感器不一直工作,数据全部发送),节点数据采集周期为10 min,节点能正常工作94 d,实际系统上线时,节点数据采集周期为30 min,节点预计能正常工作280 d左右;运用节能策略后,节点寿命延长了1倍.在甘肃省某虹鳟鱼养殖基地进行了实地测试,路由节点剩余能量约占总能量的47％,终端节点剩余能量约占总能量的33％,路由节点能量消耗较快,距离汇聚节点最近的16号路由节点的寿命预估只有134 d.结果表明该系统具有功耗低、运行稳定、网络寿命长等优点,能实现水产养殖环境的实时监测,具有很好的市场前景和推广价值.