我国是一个农业大国,而大田种植业是整个农业中不可或缺的一部分,传统的大田种植业已经不能够满足人们的生产生活需求,随着农业物联网的发展,我国农业开始由传统农业向现代农业的转变,农业物联网发展对实现农业的自动化生产、最优化控制、智能化管理有着重要价值,对实现农业集约化、高产、优质、高效、生态和安全的目标具有重要意义。针对传统农田环境监测系统存在数据传输范围小、硬件价格高、布线复杂纷乱以及数据分析处理不完善等问题,研究了农业物联网的农业信息感知技术、农业信息传输技术、农业信息处理技术的技术需求和技术特点,提出了能够远程监控田间环境的设计思路,设计了基于ZigBee的远程田间监控系统,主要内容和结论如下:(1)针对农业田间管理的需求,研究了ZigBee技术和传感器技术,提出了ZigBee节点田间数据采集、传输和继电器控制的设计思路,设计了基于ZigBee的田间数据采集系统。通过对ZigBee2007规范的Z-Stack协议的研究,设计开发了ZigBee无线传感器网络中协调器和各采集节点的应用程序,该程序通过对基于ZigBee的田间环境信息采集系统的硬件控制,实现空气温湿度、土壤水分、光照等信息的无线采集、显示与短距离传输,并能够根据控制指令完成节点端继电器的开闭。同时,以系统的低功耗和可靠性出发,ZigBee无线传感器网络模块采用美国德州仪器TI公司的CC2530模块,每半小时对田间环境信息进行一次数据采集,其他时间传感器节点处于低功耗睡眠状态,经过试验测试,系统拥有稳定的可靠性。(2)针对传统田间数据传输范围小的问题,研究了单片机技术和GPRS移动通信技术,提出了STC12C5A60S2单片机控制SIM900A模块的远程数据传输系统,设计了单片机控制SIM900A模块的远程数据传输程序,该程序一方面能够实现接收协调器发送来的各采集节点的环境数据,通过GPRS通信技术将数据远程传输到上位机,另一方面将上位机的控制指令发送到协调器,完成田间的智能化管理。(3)针对用户获取田间信息并进行有效管理的需求,研究了MySQL数据库、PHP、Apache和TCP/IP协议等技术,提出了基于MySQL数据库的上位机农田信息管理系统,设计开发了基于VC++6.0的上位机程序,该程序能够接收远程数据,将收到的数据存储到MySQL数据库中,并且对数据进行分析,向下位机发出控制浇水指令。同时,数据库可以接受用户的访问,方便用户获得自家田地的环境信息。(4)试验测试结果表明,本文提出设计的基于ZigBee的远程田间监控系统达到了远程监控空气温湿度、土壤湿度、光照强度等环境信息的效果,并且整个系统具有较高的稳定性和较高的数据传输效率;当土壤湿度超过设定的阈值时,系统能够自动发出浇水的控制指令,实现智能浇水的功能;用户能够通过账号和密码访问数据库获得自家田地的环境信息。该系统满足农田信息监测过程中对多测点、移动性、便捷性、远程监控等方面的要求,解决了农业信息监测中受复杂环境因素的影响而布线不便、传输范围小、数据存储与解析等难题,能够满足农业环境监测自动化、信息化、智能化的需求,对现代农业的发展具有重要的意义。