农田信息采集是现代化农业和数字化农业的研究基础。其主要内容是对农田地理环境、土壤结构、气候参数和农作物生长状况等信息,实现动态、精确及实时监测。ZigBee作为一种新兴的双向无线通信技术,具有近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低成本、网络容量大等特点,非常适合应用于数据量少、覆盖范围较广地势起伏不大、周围干扰较小的农田环境。本课题选择ZigBee组建无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN),整个无线传感器网络由终端节点、路由节点及网关节点组成。将路由节点与终端节点分布在所需监测的农田区域,终端节点只负责采集与传输农田相关信息,路由节点不仅负责采集与传输信息,同时需要负责中转终端节点的信息。网关节点由ARM9、ZigBee和GPS等模块构成,作为整个传感器网络的协调者,负责接收路由节点与终端节点信息,并对其进行相应的分析处理。根据农田作物环境信息的具体需求,结合嵌入式、无线通信技术、GPS技术、ZigBee技术、传感器技术等,设计了嵌入式ZigBee网络农田信息监测系统,实现了农田环境信息的周期性采集与实时查询。采集与查询的信息包括农田中的空气温湿度、光照强度、土壤水分、土壤pH值以及农作物生长情况等。同时,系统对无线传感器网络进行实时动态监控,以保证整个系统正常运行。另外,为保证无线传感器节点在大范围农田中的部署有效合理,且经济实用,分析了节点放置高度、节点电池电压、节点的有效传输距离与接收信号强度指示(RSSI)之间的关系,绘出了四者的关系曲线,最终得出节点部署时单个节点的有效传输距离范围。通过GPS对监测农田区域进行精确定位,进一步讨论了对某一监测区域面积全覆盖时,采用蜂窝网格方式所需部署节点的最少个数,并得出所求节点个数能覆盖的最大面积。在江苏省洪泽农场农科所的麦田进行了相关试验,通过对试验结果以及相关数据进行分析,可以证明系统的设计合理,适用于对多种大范围农田进行信息监测,可为农业管理及决策部门提供有效的依据。因此,将ZigBee无线传感器网络推广应用于农业领域具有重要的意义。