[发明专利]一种基于RFID无线传感标签的土壤含水率监测系统

说明书

本发明提供了一种基于RFID无线传感标签的土壤含水率监测系统，包括RFID无线传感节点、服务层与应用层，所述的RFID无线传感节点与服务层之间通过ZigBee无线网络实现通信；所述的服务层与应用层之间通过WiFi或4G网络实现远程通信；所述的RFID无线传感节点由RFID无线传感标签、单片机模块、ZigBee模块与电源模块组成；所述的RFID无线传感标签、电源模块、ZigBee模块分别与单片机模块连接；所述的RFID无线传感标签由RFID芯片、偶极子天线与湿度传感器组成；所述的RFID标签芯片采用Impinj X‑2K，该芯片符合EPC二代标准，具有2176bits的非易失性存储器；所述的湿度感应器为叉型感应器，用于感应土壤含水率的变化；所述的服务层包括ZigBee模块、服务器与数据库；所述的应用层包括用户与政府相关部门。本发明可实时监测土壤含水率的变化并附带传感数据的ID信息，达到节水灌溉的目的，为精细农业提高科学数据。

技术领域

本发明提供了一种基于RFID无线传感标签的土壤含水率监测系统，设计无线射频技术与无线传感技术。

背景技术

随着我国农业结构的调整，精细化农业已经成为发展的必然趋势。传统的农业生产主要依靠人力管理，生产力比较低，科技含量不高，且生产和管理不规范。RFID技术是一种自动识别技术，最早起源于英国，由于其成本低、寿命长，可适应恶劣环境等因素，RFID技术近年来受到人们的关注，广泛应用在身份证件和门禁控制、供链和库存跟踪、汽车收费、防盗、生产控制、资产管理。

无线传感器技术是由数据获取网络、数据颁布网络和控制管理中心三部分组成的。其主要组成部分是集成有传感器、处理单元和通信模块的节点，各节点通过协议自组成一个分布式网络，再将采集来的数据通过优化后经无线电波传输给信息处理中心。将RFID标签与无线传感器结合，利用ZigBee技术、单片机技术建立一种基于RFID无线传感标签的土壤含水率监测系统，将有利于推动实现我国农业生产知识化与信息化进程，提高资源的利用率和减少环境的污染，实现精细农业的目的。

发明内容

本发明提供了一种基于RFID无线传感标签的土壤含水率监测系统，采用RFID无线传感标签监测土壤的含水率，在采集土壤含水率的同时，还附带自身的ID信息，可以根据监测的信息进行科学灌溉，避免水资源的浪费，达到精细农业的目的。

为了解决上述技术问题，实现本发明上述目的采用的技术方案为：一种基于RFID无线传感标签的土壤含水率监测系统，包括RFID无线传感节点、服务层与应用层；所述的RFID无线传感节点与服务层之间通过ZigBee无线网络实现通信；所述的服务层与应用层之间通过WiFi或4G网络实现远程通信；所述的RFID无线传感节点由RFID无线传感标签、单片机模块、ZigBee模块与电源模块组成；所述的RFID无线传感标签、电源模块、ZigBee模块分别与单片机模块连接；所述的服务层包括ZigBee模块、服务器与数据库；所述的应用层包括用户与政府相关部门。

所述的RFID无线传感标签由RFID芯片、偶极子天线与湿度传感器组成；所述的湿度感应器为叉型感应器，用于感应土壤含水率的变化；所述的RFID 标签芯片采用ImpinjX-2K，该芯片符合EPC二代标准，具有2176bits的非易失性存储器。

与现有技术相比,本发明具有以下优点：1、该系统可以实时监测土壤含水率的变化，为农业种植提供科学的指导。

2、采用独特的RFID传感标签进行数据采集，不仅可以采集土壤的含水率信息，还附带自身ID信息，便于进行农田的节水灌溉。

3、采用独特的叉型感应器设计方式,通过湿度变化对芯片射频端口的阻抗变化的情况进行监控和测试,从而实现对湿度的监控。

4、所述的RFID 芯片采用Impinj X-2K，该芯片符合EPC二代标准，具有2176bits的非易失性存储器，传感器的测量数据可以直接存储到RFID芯片中。

附图说明