基于ZigBee+GPRS通信方式的农业灌排方案

一、现状描述

  缺雨少水是农业发展的一大瓶颈，而现如今大部分的农田都采用有线的方式来传输终端的数据和控制指令，这样落后的管理方式，不仅系统造价昂贵，布线麻烦，而且后期维护成本也高，组网方式更不灵活。

二、需求分析

目前，国内大部分微灌系统都是采用有线方式来采集和传递墒情信息。这种方式不仅构建起来现场布线麻烦，而且管理维护也不方便、组网方式也不灵活，并且农田的面积大的话，布线费用的造价也比无线的方式昂贵。

另有提出用GSM/GPRS，CDMA等无线通信模块来传递信息，但GSM/GPRS无线通信模块价格比较高，使用要收费，且需要借助于公用通信网，考虑到农场均在偏远地带，多处接收不到信号，可行性不大，还有的提出了点对点的近距离无线通信模块，其组网性能不佳，也不能大规模组网。

四信通信运用目前发展迅猛的新通信技术－ZigBee，再加上原有的IP modem合并成为带GPRS的ZIigBee无线通讯产品（F8x14），只需汇聚点借助公用通信网的支撑，低功耗，分布面积广，在作物种植区中组网便捷，且建网成本低，适合用在微灌测控系统中，用来完成墒情信息的采集和传递，以及控制电磁阀动作，从而完成整个微灌控制的过程。

下表是几种组网方案优劣势分析：

三、ZigBee GPRS传输网络

    前端采用四信F8914 ZigBee模块，通过232/485（端子接口）和采集器相连接，ZigBee作为一种无线连接,可工作在2. 4 GHz的传输速率。该型号设备一般为终端节点，完成信息的发送和接收。

      ZigBee中心节点采用四信F8114 ZigBee GPRS模块，该模块集成了Zigbee GPRS，中心节点收到的数据可以通过串口直接是输出到服务器上（前端与服务器的距离较近）；还可有通过GPRS把其收到的数据发送的远端的服务器上，GPRS部分采用国际标准TCP/IP通信协议，且两种方式都是实现数据透明传输功能。省去了每个终端的GPRS模块，只需要一个中心节点，节约了成本。

典型的农业灌排组成图：

四、方案特点

1、本地采用ZigBee无线组网，设备投入成本低，网络使用零资费，为整个项目节省大量的费用支出、设备配置操作简单，易懂，所有模块能够完成自组网能力，故障自愈，低功耗，稳定；

2、采用本地大面积ZigBee组网汇集通过少量GPRS广域网实现远程集中监控管理，即保证了网络稳定也同时有效降低了成本；

3、F8X14系列除了RS232/485通讯接口外还有自带的模拟采集和数字I/O，采用标准MODBUS方式通讯可方便客户直接在设备上扩展应用，节省控制盒数据采集终端成本；

4、F8X14系列专为野外无人值守、工作环境恶劣等场合设计，特别适合灌溉等野外监控系统应用；

5、F8X14广域传输部分支持公网、APN、VPDN等组网方式，同时支持主备中心、多中心、多种激活和上下线等应用方便客户根据自己需求进行选择，同时支持远程配置，方便后期维护。

五、方案效益

    随着物联网、工业无线通信等相关学科发展，农业灌排通过引用相关领域新产品、新技术实现了数据监测、传输、管理、预警、应急指挥的智能化。四信通信是中国物联网无线通信领域的骨干企业，几年来一直紧贴物联网行业发展的脉搏，深入研究工业无线通信产品在水利水文、智慧农业等领域的应用，逐步形成了以产品为基础，为行业客户提供系统解决方案的专业化经营特色，全面协助客户实现“智慧、标准、安全、可靠”的无线通信目标。

    四信通信基于ZigBee GPRS通信组网的农业灌排方案具有项目投资成本低、运行费用低、组网维护简便，远程管控效率高、无优升级等显著优势，项目实施运后，系统管控之管理效益与经济效益明显。