基于ZigBee的农田秸秆禁烧无线监测系统的设计.pdf

2009年 11月 农 机 化 研 究 第 11期 基 于 ZigBee的农 田秸 秆禁 烧 无 线 监 测 系统 的设计 杨 自栋 ，李洪文 ，宋景玲 (1．山东理工大学 轻工与农业工程学 院，山东 淄博 255049；2．中国农业大学 工学院，北京 100083) 摘 要：农村秸秆焚烧现象严重 ，不利于改土培肥 ，严重污染 了环境 ，浪费了资源 。为此 ，根据秸秆禁烧 的监测 需求 ，设计 了农 田秸秆禁烧监测系统。该系统 由农 田无线监测 网络和远程数据 中心组成 ，采用 以EBOX2无线微 处理器为核心的传感器节点开发策略，构建 了基于 ZigBee协议 的无线监测 网络 ，利用 GPRS网络 ，结合单片机和 无线传感器实现了的秸秆禁烧的无线监测体系 ，实现了焚烧秸秆温度信息实时、快速 、可靠 的传输。 关键词：秸秆禁烧；ZigBee；无线传感器网络；温度监测 中图分类号：TN919．72；s237 文献标识码：A 文章编号：1003—188X(2009)11-0129—04 为了完成禁烧工作 ，各地纷纷采取建立秸秆禁烧 0 引言 目标管理责任制以及 田间地头24h蹲守检查的方式。 由于秸秆焚烧严重影响生态环境，造成了空气质 通过采用 “人海战术”花费了大量的人力物力后 ，2008 量的恶化和交通事故，不利于农 田有机质的积累和循 年的空气质量得到了明显的改善。但是2008年禁烧 环利用，因此近些年来政府采取了禁烧、推广保护性 成本过大，因此如何进一步完善秸秆禁烧的监控系统 耕作技术和促进秸秆综合利用来解 决上述 问题。 和综合利用技术，建立起秸秆禁烧的长效机制才是解 1999年，环保总局会同农业部等6部门下发了 《秸秆 决问题的根本出路。 禁烧和综合利用管理办法》，2004年环保总局开始利 目前，随着基于蓝牙 (Bluetooth)，ZigBee，Wi—Fi 用卫星遥感等现代科技手段，对全国夏秋两季秸秆焚 协议的无线传感器网络技术的成熟和低成本化，在人 烧情况实施监测 。2007年 5月 一6月卫星遥感监测 口集中地区、机场周围、高速公路干线附件等重点区 数据表明，我国主要农 区山东、山西、河北、河南、安 域使用温度、烟雾等无线传感器，建立基于温度／烟度 徽、江苏、陕西火点数分别为280，1013，357，87，577， 的秸秆禁烧无线监测系统，系统随时将预警信息发送 592，83个，涉及到81个地区384个县，比2006年 同 到监控人及上级的信息终端 (可以是移动终端如手机 期均有不同程度的增加。其主要原因是由于禁烧责 或联网的计算机)上，将 比目前采用人工24h蹲守嘹 任不易落实、相关部 门执法难度大、综合利用技术推 望方式具有更高的可靠性和效率 ，并可大大减少野外 广缓慢等原因，秸秆禁烧的工作稍有松懈 ，极易反弹。 嘹望的时间。同时，通过扩充传感器监测 目标，可以 2008年为确保奥运空气质量，国家进一步加大了 完成农 田信息的远程监测和无人值守，并可逐步扩大 秸秆禁烧工作的力度，并明确 2008年 5月初 一9月 到大范围区域的农 田信息监测 。 底，北京、天津、山东等9省市，将作为重点区域，全面 1 技术途径与系统组成 禁烧秸秆。由于农村地大面广 ，一到禁烧期间，通常 需要在农 田网格化布点人工嘹望的方法监控，执法人 秸秆焚烧与温度是直接关联的，通过监测农 田温 员需要量多，野外工作时间和强度都较大 ，使该项工 度可以在很大程度上对秸秆焚烧进行预警。结合当 作难 以深