A remote irrigation monitoring and control system (RIMCS) for continuous move systems. Part B: field testing and results

Precision irrigation systems can have inherent errors that affect the accuracy of variable water application rates controllers, as well as affect the controllers’ performance when evaluated on different continuous move irrigation systems configurations. The objective of this study was to assess the performance of a remote irrigation monitoring and control system (RIMCS) installed on two separate linear move (LM) irrigation systems. The RIMCS varies water application rates by pulsing nozzles controlled by solenoids connected via relays to a single board computer (SBC) with wireless Ethernet connection to a remote server. The system also monitors irrigation system flow, pressure, position and wireless field sensor networks. The system was installed on a LM irrigation system in Prosser, Washington, USA and on a LM in the Nesson Valley of North Dakota, USA. For the LM at Prosser, four pre-defined irrigation patterns were imposed and variable rates were applied as a percentage of the nozzle base application rate. Each nozzle was pulsed across the span length and along the LM travel direction. For the LM at the Nesson Valley, a quadratic pattern was imposed pulsing banks of nozzles along the LM travel direction. Standard catch can tests were performed and the system performance was evaluated by comparing measured catch can water depths with pre-determined target values. The RIMCS accuracy was found to be in the range of the LM uniform water depth application uniformity coefficients of 88–96%. The RIMCS was successfully transferred to another LM in North Dakota as indicated by the relatively low variable rate application errors of –8.8 ± 8.1% and −0.14 ± 6.7% for the two spans.     

嵌入式Web服务器在蛋鸡舍网络环境监测系统中的应用

为解决传统环境控制方式无法实现蛋鸡舍远距离环境实时监测的问题,开发了基于嵌入式Web服务器的鸡舍网络环境监测系统。采用PIC单片机加网络控制芯片方式和实现了裁减的TCP/IP、HTTP等网络通信协议,使连接到嵌入式Web服务器上的设备具备了网络功能。以每栋鸡舍为单元,采用嵌入式Web服务器作为智能节点把鸡舍接入养殖场网络,鸡舍管理人员和位于异地的企业高层管理者均可使用养殖场内部联网的计算机,通过访问嵌入式Web服务器的IP地址实时监测鸡舍内温度、湿度、光照及有害气体浓度等环境信息,Internet上的用户通过授权同样可以对鸡舍进行实时监测。实验结果表明,系统实现了鸡舍环境信息实时、远程监测的功能;同时,系统的应用降低了养殖场的生产和管理成本,提高了养殖场的综合经济效益。     

基于物联网智能植物生长柜的软件系统设计

采用物联网技术和Android开发技术,设计智能植物生长柜的软件控制系统,实现利用网络对智能植物生长柜的环境进行实时的监控和对植物生长过程全周期的连续监测,同时利用服务器数据库对历史数据存储,对农业作物的生长习性研究具有一定的现实意义。本文介绍智能植物生长柜的软件系统,该系统包括了物联网设计和Android软件设计。系统采用Android SDK+JAVA JDK7+Eclipse6.0编写安卓软件控制程序,服务器端采用JSP开发MVC框架编程,同时设计实验实时获取植物生长的参数信息,利用服务器数据库对历史数据存储,实现较高的可追溯性,系统不受时间地域限制,用户可以在任何具备网络覆盖的地方通过手机或者浏览器浏览并获取数据。系统可以实现对生长柜传感器节点的信息远程采集和数据显示,同时对多控制节点的远程控制。     

设施农业3G+VPN远程监控系统的设计与实现

为解决国内部分设施农业园区地处偏远,急需远程监控,但有线网络接入成本高,多数设施所在地区有线网络接入困难的问题,基于3G(the 3rd Generation)无线上网卡+无线路由器的无线通信模块,采用VPN(virtual private network)技术、PPTP(point to point tunneling protocol)技术等设计具有通用性、部署方便、成本低、通信线路长时间稳定的远程监控系统。该系统解决了3G私有IP寻址困难的问题,为设施农业数字化技术应用提供了高带宽且价格低廉的双向无线网络解决方案。实际应用结果表明:该系统可从Internet远程监测基地环境参数,调控基地服务器设备及观看到流畅清晰的实时视频(视频服务器码率预设为512 kbit/s)。     

基于水产物联服务平台的智能增氧控制系统的开发

传统的水产养殖增氧方式已不能满足现代化与智能化养殖的需求,且现有的自动增氧系统控制方式过于简单,灵活性较差。为此,开发了一种基于水产物联服务平台的智能增氧控制系统。该系统以水产物联服务平台为云端数据服务器,以西门子PLC作为现场智能控制节点,其中智能控制节点通过GPRS通信方式与水产物联服务系统连接;系统使用光学溶解氧传感器进行水质数据的采集,并采用Zig Bee无线组网技术将数据传输给控制器;控制器利用溶解氧状态判定机制,根据控制参数将池塘溶解氧划分为5个状态,并输出相应的控制策略。结果表明,该系统运行稳定,系统通信与数据传输通畅,监测数据更新及时,能够根据设定的控制参数,智能地判定池塘溶解氧状态并触发系统调水机制或增氧机制。系统达到智能控制系统设计要求,稳定高效的控制效果降低了养殖风险,提高生产效益,具有广泛推广应用价值。     

基于物联网架构和WebGIS的森林火灾监测系统研究

提出一种基于物联网架构和GIS的森林火灾监测模式,利用无线传感网芯片CC2430和GPRS模块MC35i完成了传感器节点、协调节点的硬件和软件设计,并对无线传感网和地理信息系统之间的集成做了初步研究。实现森林火险信息的自动采集、无线传输、实时监测、定位、网络发布和远程参数设置等功能,为火灾监测信息系统、地理信息系统(GIS)、气象信息系统以及决策支持系统等多系统的整合打下了基础。     

A wireless sensor network for precision viticulture: The NAV system

In the last decade, wireless technologies have been increasingly applied in precision agriculture. Wireless monitoring systems in particular have been used in precision viticulture in order to understand vineyard variability, and therefore suggest appropriate management practices for improving the quality of the wines.The NAV (Network Avanzato per il Vigneto – Advanced Vineyard Network) system is a wireless sensor network designed and developed with the aim of remote real-time monitoring and collecting of micro-meteorological parameters in a vineyard. The system includes a base agrometeorological station (Master Unit) and a series of peripheral wireless nodes (Slave Units) located in the vineyard. The Master Unit is a typical single point monitoring station placed outside the vineyard in a representative site to collect agrometeorological data. It utilizes a wireless technology for data communication and transmission with the Slave Units and remote central server. The Slave Units are multiple stations placed in the vineyard and equipped with agrometeorological sensors for site-specific environmental monitoring, which store and transmit data to the Master Unit. Software was developed for setup and configuration functionality. A graphical user interface operating on the remote central server was implemented to collect and process data and provide real-time control. The devices were tested in a three-step process: hardware functionality and data acquisition, energy consumption and communication. The NAV system is a complete monitoring system that gave flexibility for planning and installation, which fully responded to the objectives of the work in terms of energy efficiency and performance.     

基于ARM-Linux和GPRS的农业环境无线远程监控系统

本文设计和实现了基于嵌入式ARM-Linux和GPRS/CDMA技术的农业环境无线远程监控系统,为偏僻分散条件下的农业对象监控提供了一种有效的解决方案.首先,嵌入式监测设备采集农业现场环境信息,然后通过无线GPRS网络实时传送给远程服务器.经长时间运行和验证表明,系统已达到了实用的要求,在农业研究和生产领域将有广阔的应用前景.     

基于无线传感器网络的农业环境智能监控系统的设计与开发研究

根据现代农业环境监测的需求,设计了一种新型的农业环境智能监控系统,该系统由农田无线监控系统和远程服务器组成。农田无线监控系统使用Jennic公司的JN5139无线微处理器,构建ZigBee网络采集和传输空气温湿度、土壤湿度、CO2浓度、光照强度等环境数据,以及使用TI公司的DM365微处理器采集500万像素图像。远程服务器采用Microsoft SQL Server 2008数据库管理环境数据和图像数据,并提供WEB服务。该系统充分发挥了嵌入式在环境监控系统中的运用优势,同时与无线传感网络技术、WEB技术、数据库技术和物联网技术相结合,使得农业环境监控更加智能化、简易化和高效率。     

基于多元特征融合技术的农村家居安防系统设计

采用EC5-1719CLDNA嵌入式平台作为系统中央服务器,GSM和GPRS网络技术实现报警和远程监测与遥控,ZigBee无线传感技术进行实时传感器信息采集和传送,并结合流式媒体技术、多元特征融合(Multicharacters fusion)技术,无线摄像头设计技术等先进技术对智能家居安防系统进行总体架构。特别是基于多元特征融合技术理念,采用神经网络融合策略,设计了准确率高、稳健性好、性能优越的门禁控制系统,极大地提升了农村家居安防系统的安防功能,整个系统实现了家居的安全防范和远程智能控制。     

基于ZigBee无线传感器网络的农业环境监测系统研究与设计

针对目前农业环境在线监测的需要,提出了一种基于ZigBee无线传感器网络的农业环境监测系统设计方案,该监测系统由无线监测网络和远程监控中心组成,可对影响作物生长的温度、湿度、光照等环境变量进行实时监测。介绍了系统的总体架构,设计开发了无线传感器网络节点、基站以及软件流程。由于采用了无线传输方式,该系统解决了有线通信方式存在的难以扩展、难以升级等问题,具有低功耗、低成本、扩展灵活等优点,其应用前景非常广阔。     

基于云服务器和ZigBee无线传感网络的茶园远程监控系统的设计

为了提高茶园的生产效率和茶叶的质量、产量,提出一种基于云服务器和无线传感网络技术(Zig Bee)的远程监控系统的设计。用户可以通过PC客户端或手机客户端实时查询茶园的环境数据,并对数据进行分析后手动或由系统自动远程控制设备调控培育环境。     

基于物联网的罐区火灾安全监测报警系统的设计

油库火灾事故在油库事故中占比最高,为了保障油库罐区安全,本文介绍一个基于物联网的火灾安全监测报警系统,叙述系统设计原理和实现方法。该系统采用S3C6410A核心板作为监测控制器,控制中心协调器连接路由节点和终端节点组成无线物联网,然后通过该无线网向终端节点发送采集命令,无线传输采集数据;监测控制器对采集数据进行数据存储,处理,如异常自动联动报警。监测控制器提供嵌入式Web服务,能独立地提供远程WEB监测服务。火灾安全监测报警系统提高了罐区控制的安全性、可靠性及自动化水平。     

远程节水灌溉网络监控系统的设计与实现

介绍了基于ZigBee无线网络的远程节水灌溉网络监控系统的设计与实现。信息的采集、传输、接收与执行由Jennic公司的无线湿度传感器和DZK-01电动阀门控制器完成。系统界面由MCGS组态软件开发。农田土壤湿度信息通过无线网络传输给系统,系统根据土壤湿度控制调节阀的开度。     

葡萄园环境参数监测的WSN网关设计

根据葡萄园环境的监测需求,提出一种无线传感器网络的葡萄园环境参数监测系统,对其无线网关的软硬件进行设计。网关采用ZigBee和GPRS无线传输技术,以ARM9微处理器S3C2410为控制核心,基于嵌入式Linux的操作系统开发,实现数据监测节点与远程监测中心的双向通信。测试结果表明,网关的系统稳定可靠,对葡萄园环境的远程监测具有一定的参考价值。     

基于GPRS的温室图像与温湿度监测系统的实现

针对温室环境监测自动化这一发展趋势,提出了一种基于GPRS和 WEB技术的远程监测系统.首先,通过单片机系统连接温湿度传感器、摄像头,并通过GPRS网络无线传输数据到监测中心,在数据库中存储并发布于WEB服务器上.系统软件实现了远程的通信控制,并构建了基于ASP.NET的B/S的"瘦客户"模式,通过浏览器实时浏览监测数...     

基于物联网技术的生猪存亡远程监测系统设计与验证

【目的】当前政府对生猪的监管停留在标签式耳标的被动监管上,但由于监管滞后经常出现死猪被丢弃的恶性事件发生,为了解决监管部门对生猪存亡状态远程监管难的问题,同时便于养殖企业监测生猪的心率,对异常心率的生猪及时采取有效措施。笔者设计一种集生猪心率采集及生猪存亡判断的远程监测系统。【方法】系统采用无线传感网的数据传输架构模式,由智能耳标、路由节点、网关、远程服务器、猪场监测中心、政府监管部门监测中心组成。智能耳标采集数据通过无线Zig Bee网络经路由节点,由网关中的GPRS模块将数据经由Internet转发至远程服务器中,软件系统自动对数据异常生猪报警。参考人用穿戴式心率监测的设计,采用光电心率测量法,使用LED及光感应器,结合滤波电路、放大电路设计了心率传感器。同时为确定LED的发光波长及光感应器的感应波长,通过采集不同体重杜长大猪耳处血液样本,运用郎伯比尔定律,利用分光光度计研究生猪血液中(Hb O2)与脱氧血红蛋白(Hb)对光谱吸光度规律,从光电心率测量法的原理出发,分析心率传感器在运动状态下测量不精确的原因。此外结合生猪的睡眠习性利用姿态传感器MPU6050中的DMP(Digital Motion Processor)获取稳定的姿态数据,并识别心率传感器采集的不准确的数据。最后采用具有Zig Bee协议的CC2530通过自带的ADC转换器、I/O模拟IIC通信协议实现心率传感器、MPU6050的数据读取,并通过Zig Bee网络进行数据传输,用其PM2(睡眠)模式降低功耗,制成集心率与姿态的监测为一体的耳标佩戴在猪耳上。【结果】研究表明从Hb O2与Hb对光谱吸光度规律观测,同时考虑到电子元件的成本、通用率,对生猪生活影响等因素,560 nm光用于生猪光电式心率测量效果明显。生猪心率传感器采用该波长光对生猪心率测量与传统人工测量方法对比,心率误差为0.9%,由于生猪卧睡时间占75%以上并且基本只在进食前后活动,因此心率传感器可较长时间对生猪进行监测,尤其是利用MPU6050监测运动情况,故该系统可实现对生猪静态下进行心率监测、动态下进行姿态监测,当在静态下无心率数据则代表生猪死亡。【结论】由于该耳标质量轻、体积小、功耗低、测量准确,可以较为便利地实现在静态下对生猪进行心率监测和动态下的姿态监测,即实现了生猪存亡状态监测的同时,也实现了对生猪心率的长期监测。改变了传统RFID耳标的被动监测模式,对改善生猪的福利水平及提高政府的监管能力具有重要意义。     

微生物发酵床大栏猪舍环境监控系统设计

微生物发酵床大栏猪舍环境监控系统设计与实现,解决了发酵床猪舍的环境自动控制问题。环境监控传感器设有温度、湿度、光照、风向、风速、CO2、NH3等控制系统,实现在线实时数据采集,通过专家系统的构建,将猪舍温度控制在30℃以下,空气湿度控制在65%以上,垫料湿度控制在65%以上。不同季节、不同昼夜、不同风速,采用的控制执行机构不同。执行机构包括了风机湿帘系统、照明系统、微喷系统、喷淋系统、轴流风机系统、电动铝合金窗帘系统、屋顶喷淋系统等,各执行机构系统有机组合,共同完成猪舍环境的控制。系统设计了远程视频监控界面、参数远程监控曲线界面和执行机构远程操作界面,提供了良好的人机界面。     

基于物联网的设施环境综合参数测试系统

针对目前设施环境监测的需求,设计开发了一套基于物联网的设施环境综合参数测试系统,该系统对设施环境内的各种环境参数进行实时监测,并通过GPRS与Internet网络进行数据的异地观测和处理。本文给出了系统的设计方案,阐述了基于ZigBee的无线传感器网络技术、GPRS技术和传感器技术等物联网技术。在介绍无线传感器网络节点的基础上,对LEACH路由协议的原理进行了简要说明。系统采用基于自适应加权的数据融合算法对采集的数据进行融合处理,获得了更合理的数据融合效果。系统实现了对设施环境的实时监测、数据的无线传输以及各种环境参数报表查询功能。试验表明,系统工作性能稳定、功耗低、数据传输速率快且传输距离远,各项指标均达到了设计要求,能较好地满足设施环境监测的要求。     

Design of Greenhouse Environment Control System Based on Internet of Things

There are some disadvantages, such as complicated wiring, high cost, poor monitoring flexibility, low accuracy and high energy consumption in traditional greenhouse environment monitoring system which based on previous wireless sensor networks(WSN). Aiming at these problems, a greenhouse environmental parameter monitoring system had been designed based on internet of things technology in this paper. A set of control system with good robustness, strong adaptive ability and small overshoot was set up by combining the fuzzy proportion-integral-derivative(PID) control. The system was composed of a number of independent greenhouse monitoring systems. The server could provide remote monitoring access management services after the collected data were transmitted. The data transmission part of greenhouse was based on Zig Bee networking protocol. And the data were sent to intelligent system via gateway connected to the internet. Compared to the classical PID control and fuzzy control, the fuzzy PID control could quickly and accurately adjust the corresponding parameters to the set target. The overshoot was also relatively small. The simulation results showed that the amount of overshoot was reduced 20% compared with classical PID control.