### 面向精准农业的无线传感器网络系统
#### 概述
本研究旨在通过设计一种新型的无线传感器网络系统来解决精准农业中田间信息获取的问题。该系统旨在克服传统田间信息采集系统的局限性，提高信息获取的效率与准确性，进而促进精准农业的发展。
#### 关键技术与组件
##### 无线传感器网络 (WSN)
无线传感器网络是由多个小型传感器节点组成的网络系统，这些节点可以自主地采集、处理和传输数据。在精准农业中，WSN 能够实时监测农田环境的各项指标，为农民提供决策支持。
##### Atmega128L + CC1000
- **Atmega128L**：这是一种高性能的8位微控制器，具备强大的处理能力和低功耗特性，非常适合用于无线传感器网络节点的核心处理器。
- **CC1000**：这是一种低成本的射频收发器芯片，支持多种通信协议，特别适合短距离无线通信应用。
##### LPC2210 和 GPRS Modem 模块
- **LPC2210**：这是一种基于ARM7TDMI内核的32位微控制器，具有丰富的外设接口，适合用作网关设备的核心处理器。
- **GPRS Modem 模块**：这种模块能够通过通用分组无线服务 (GPRS) 实现数据的远程传输，适用于将农田数据上传至远程服务器。
#### 系统架构与设计
本系统主要包括三个部分：分布式无线传感器网络节点、田间WSN-GPRS网关以及远程数据中心。
1. **网络节点**：
- **Node节点**：由Atmega128L + CC1000组成，负责采集土壤温度、湿度、电导率等环境参数，并通过多跳方式将数据发送至Head节点。
- **Head节点**：相较于Node节点，Head节点增加了太阳能供电系统，并且具备控制其他Node节点的功能，如启动网络、调整采集周期等。
2. **WSN-GPRS网关**：由LPC2210和GPRS Modem模块组成，负责将Head节点收集的数据通过GPRS网络传输到远程数据中心。
3. **远程数据中心**：负责接收、存储和分析来自WSN-GPRS网关的数据，并提供给用户进行进一步的决策分析。
#### 系统特点
- **高效节能**：系统采用电池供电的Node节点和太阳能供电的Head节点，确保了长期稳定运行的同时降低了能耗。
- **远程监控**：通过GPRS网络实现远程数据传输，使得用户可以在任何地方监控农田环境的变化。
- **智能管理**：开发的PC软件FieldView 1.2不仅能够对传感器网络进行管理，还能够对收集的数据进行初步分析，提高了数据的可用性和价值。
- **多跳通信**：Node节点之间采用多跳方式传输数据至Head节点，减少了单个节点的负担，增强了系统的鲁棒性。
#### 结论
该面向精准农业的无线传感器网络系统通过集成先进的硬件技术和软件管理系统，有效解决了精准农业实施过程中面临的田间信息获取难题。不仅可以提高农业生产效率，还有助于节约资源、保护环境，具有广阔的应用前景。未来的研究可以进一步探索如何利用大数据分析和人工智能技术来提升系统的智能化水平，更好地服务于现代农业的发展。
