一种基于RFID无线传感标签的土壤含水率监测系统的制作方法

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。

技术实现要素：

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impinjx-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

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

图1是本发明的rfid无线传感标签模块图。

图2是本发明的一种基于rfid无线传感标签的土壤含水率监测系统整体框图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做详细具体的说明,但是本发明的保护范围并不局限于以下实施例。

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，如图1所示，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，湿度传感器嵌入rfid芯片中，完成土壤含水率的采集并附带自身id信息；所述的偶极子天线具有体积小，制作成本低且通信性能良好等特点；所述的rfid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，传感器的测量数据可以直接存储到rfid芯片中；如图2所示，本发明提供的一种基于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。本发明提供的一种基于rfid无线传感标签的土壤含水率监测系统可实时检测土壤含水率的信息并进行数据传输处理，实现节水灌溉的目的，为精细农业提高科学数据。

技术特征：

技术总结
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。

技术研发人员：张立新;方圆;杨洪坤;李冬冬;张雪媛;金军民;娄小康
受保护的技术使用者：石河子大学;石河子市博励机电科技有限公司
技术研发日：2018.11.16
技术公布日：2019.01.18