【创新应用】Zigbee多协议芯片助力智能农业

农业自动化是近几年来，在全球范围内积极推广的使用方向，也是农业现代化的重要举措。一个大棚至少有三亩地，多的时候有几十亩，因此要求应用在农业上的无线技术需要较广的覆盖以及穿透力，Zigbee的基本速率是250kb/s，当降低到28kb/s时，传输范围可扩大到134m，并获得更高的可靠性。另外，它可与254个节点联网。例如一个大棚几十亩地，200多个设备，一个网络就可以涵盖。这是用Wi-Fi、Bluetooth或者其他无线技术难以做到的。

面对智能农业的发展需求，Silicon Labs（亦称“芯科科技”）的合作伙伴近期已开发出一整套基于SiliconLabs可靠、稳定的Zigbee产品的解决方案。该方案在各个模块均嵌入了Zigbee模块，所有的Zigbee模块均采用的是Silicon Labs的Zigbee芯片，可用于对生长环境空气温湿度、土壤温湿度、光照、CO2浓度、土壤PH值、风速风向、雨量等参数的实时监测、控制。

这套智能农业方案的前一版本采用的是Silicon Labs的EM357，但由于现如今对传输数据速度、信号的稳定的要求不断提高，因而采用了更新一代的EFR32MG系列无线多协议SoC。相对于EM357 M3内核，Silicon Labs EFR32MG 采用32位ARM Cortex-M4，性能更高一级，方便产品功能扩展和后续的产品升级维护。Silicon Labs的EFR32MG无线信号最大可调发射功率为20dBm，对于远距离应用是个非常好的选择。

另智能农业系统的温湿度传感器、光传感器节点在大棚里无交流供电，一般为电池供电，对超低功耗有很高要求。Silicon Labs的EFR32MG1拥有超低功耗特点，其在EM0下为60μA/MHz，EM2深度休眠电流（RAM完全保持，并从LFXO运行RTCC）仅1.35μA，EM3停止电流（状态/RAM保留）仅1uA，完全满足温湿度传感器、光传感器节点电池供电超低功耗应用要求。

以下为Silicon Labs ZigBee芯片应用于智能农业以及植物工厂的工作框图。

以智能农业为例，从图中可以看出，该系统主要应用云平台、移动网络架构，多个用户共用一套云平台系统，用户在自家电脑或自己智能手机上，可实时查看环境参数实时值，当相关参数超限时，发出报警信息，提醒用户采取相应措施，而且在手机或电脑上可对相关设备发出控制指令，实现随时随地遥控多个温室、农场，可结合影像，作物生长状况可观察，可记录，还可以根据季节，气候，特殊因素（汛期，干旱），适应不同的环境做出自我调整。

采用Silicon Labs的EFR32MG1的智能农业方案具有架构简单，机动性强等优点，具有一定的可行性。

相关技术文档
Silicon Labs EFR32MG13 Mighty Gecko多协议无线SoC系列数据手册：

https://www.silabs.com/documents/public/data-sheets/efr32mg13-datasheet.pdf

原文链接：

https://www.sekorm.com/news/6543.html

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