基于ZigBee+GPRS通信方式的農(nóng)業(yè)灌排方案

一、現(xiàn)狀描述

　　缺雨少水是農(nóng)業(yè)發(fā)展的一大瓶頸，而現(xiàn)如今大部分的農(nóng)田都采用有線的方式來傳輸終端的數(shù)據(jù)和控制指令，這樣落后的管理方式，不僅系統(tǒng)造價昂貴，布線麻煩，而且后期維護(hù)成本也高，組網(wǎng)方式更不靈活。

二、需求分析

　　目前，國內(nèi)大部分微灌系統(tǒng)都是采用有線方式來采集和傳遞墑情信息。這種方式不僅構(gòu)建起來現(xiàn)場布線麻煩，而且管理維護(hù)也不方便、組網(wǎng)方式也不靈活，并且農(nóng)田的面積大的話，布線費用的造價也比無線的方式昂貴。

　　另有提出用GSM/GPRS，CDMA等無線通信模塊來傳遞信息，但GSM/GPRS無線通信模塊價格比較高，使用要收費，且需要借助于公用通信網(wǎng)，考慮到農(nóng)場均在偏遠(yuǎn)地帶，多處接收不到信號，可行性不大，還有的提出了點對點的近距離無線通信模塊，其組網(wǎng)性能不佳，也不能大規(guī)模組網(wǎng)。

　　四信通信運用目前發(fā)展迅猛的新通信技術(shù)－ZigBee，再加上原有的IP modem合并成為帶GPRS的ZIigBee無線通訊產(chǎn)品（F8x14），只需匯聚點借助公用通信網(wǎng)的支撐，低功耗，分布面積廣，在作物種植區(qū)中組網(wǎng)便捷，且建網(wǎng)成本低，適合用在微灌測控系統(tǒng)中，用來完成墑情信息的采集和傳遞，以及控制電磁閥動作，從而完成整個微灌控制的過程。

下表是幾種組網(wǎng)方案優(yōu)劣勢分析：

三、ZigBee+GPRS傳輸網(wǎng)絡(luò)

　　前端采用四信F8914 ZigBee模塊，通過232/485（端子接口）和采集器相連接，ZigBee作為一種無線連接,可工作在2. 4 GHz的傳輸速率。該型號設(shè)備一般為終端節(jié)點，完成信息的發(fā)送和接收。

　　ZigBee中心節(jié)點采用四信F8114 ZigBee+GPRS模塊，該模塊集成了Zigbee+GPRS，中心節(jié)點收到的數(shù)據(jù)可以通過串口直接是輸出到服務(wù)器上（前端與服務(wù)器的距離較近）；還可有通過GPRS把其收到的數(shù)據(jù)發(fā)送的遠(yuǎn)端的服務(wù)器上，GPRS部分采用國際標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP通信協(xié)議，且兩種方式都是實現(xiàn)數(shù)據(jù)透明傳輸功能。省去了每個終端的GPRS模塊，只需要一個中心節(jié)點，節(jié)約了成本。

典型的農(nóng)業(yè)灌排組成圖：

四、方案特點

　　1、本地采用ZigBee無線組網(wǎng)，設(shè)備投入成本低，網(wǎng)絡(luò)使用零資費，為整個項目節(jié)省大量的費用支出、設(shè)備配置操作簡單，易懂，所有模塊能夠完成自組網(wǎng)能力，故障自愈，低功耗，穩(wěn)定；

　　2、采用本地大面積ZigBee組網(wǎng)匯集通過少量GPRS廣域網(wǎng)實現(xiàn)遠(yuǎn)程集中監(jiān)控管理，即保證了網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定也同時有效降低了成本；

　　3、F8X14系列除了RS232/485通訊接口外還有自帶的模擬采集和數(shù)字I/O，采用標(biāo)準(zhǔn)MODBUS方式通訊可方便客戶直接在設(shè)備上擴(kuò)展應(yīng)用，節(jié)省控制盒數(shù)據(jù)采集終端成本；

　　4、F8X14系列專為野外無人值守、工作環(huán)境惡劣等場合設(shè)計，特別適合灌溉等野外監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用；

　　5、F8X14廣域傳輸部分支持公網(wǎng)、APN、VPDN等組網(wǎng)方式，同時支持主備中心、多中心、多種激活和上下線等應(yīng)用方便客戶根據(jù)自己需求進(jìn)行選擇，同時支持遠(yuǎn)程配置，方便后期維護(hù)。

五、方案效益

　　隨著物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)無線通信等相關(guān)學(xué)科發(fā)展，農(nóng)業(yè)灌排通過引用相關(guān)領(lǐng)域新產(chǎn)品、新技術(shù)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)監(jiān)測、傳輸、管理、預(yù)警、應(yīng)急指揮的智能化。四信通信是中國物聯(lián)網(wǎng)無線通信領(lǐng)域的骨干企業(yè)，幾年來一直緊貼物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展的脈搏，深入研究工業(yè)無線通信產(chǎn)品在水利水文、智慧農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用，逐步形成了以產(chǎn)品為基礎(chǔ)，為行業(yè)客戶提供系統(tǒng)解決方案的專業(yè)化經(jīng)營特色，全面協(xié)助客戶實現(xiàn)“智慧、標(biāo)準(zhǔn)、安全、可靠”的無線通信目標(biāo)。

　　四信通信基于ZigBee+GPRS通信組網(wǎng)的農(nóng)業(yè)灌排方案具有項目投資成本低、運行費用低、組網(wǎng)維護(hù)簡便，遠(yuǎn)程管控效率高、無優(yōu)升級等顯著優(yōu)勢，項目實施運后，系統(tǒng)管控之管理效益與經(jīng)濟(jì)效益明顯。