基于ZigBee的智能温室大棚环境自动化监测系统设计

根据新疆南疆地区智能温室大棚的特点,设计基于ZigBee无线通信技术的环境监测系统,可实时获取环境因子数据并进行相应调整。系统仿真结果表明:系统可实现环境因子实时监测和无线通信传输,提高温室大棚环境监测效率。     

一种农业信息远程监测系统的设计与实现

为了实现农业信息的远程监测,针对农业监测目标具有分散性、多样性以及环境复杂性等特点,设计开发了一种农业信息远程监测系统。系统将ZigBee技术、GPRS技术和网络技术相结合,实现了多目标、多参数的农业信息实时采集、远程传输以及网络查询等功能。系统具有较强的通用性和扩展性,在农田环境监测、温室环境监测、农产品流通、用水调度等领域具有良好的应用前景。     

机采棉在线测产技术及其关键装备

棉花产量是棉田农业生产效率的重要体现,棉田产量分布的时空变异是影响产量的诸因素共同作用的集中反映。对棉花产量进行实时监测,获得产量的空间分布数据,对科学管理和指导变量作业具有重要的意义。将棉花产量监测系统安装在采棉机上可实时获取棉田产量分布的信息。为此,概述了棉花产量监测系统的工作原理和关键技术,以推动棉花产量监测系统在我国的研究工作。     

基于ZigBee网络的移动式茶园环境监测系统设计与实现

设计并实现一套移动式茶园环境监测系统。系统硬件部分由传感器、ZigBee模块、服务器及移动设备等组成,软件部分采用C++语言及JAVA语言实现。系统实现茶园环境数据的实时采集和无线传送,并可在移动设备上实时监测茶园内传感器及无线传输模块的位置、相关数据及工作状态。可用于茶园小气候的监测和晚霜冻害预防控制及无线信息采集设备管理,同时也可运用于其他果园及农田环境监测,具有较大的推广价值。     

设施花卉环境参数低功耗传输及模糊控制研究

为了降低现有设施环境监测系统中传感节点的能耗,延长无线传感网络的生存周期,提出了节点动态组包主动传输和多种环境变量加权控制传输2种低功耗机制,减少了大量重复冗余数据的传输,并实现了基于Zigbee的设施花卉环境监测及其低功耗传输系统.提出设施花卉环境下的多变量模糊控制方法,解决了环境变量之间耦合问题,促使温室快速达到花卉适宜环境并保持平衡,实现了对设施花卉环境的综合控制.节点以CC2430芯片为核心,并根据影响花卉生长的环境参数,同时装载SHT10型温湿度、BH1750FVI型光照以及COZIR-ambient型二氧化碳传感器,因此节点可同时采集传输多种环境参数,降低了硬件成本.在南京农业大学园艺试验基地进行组网测试,结果表明,系统比传统周期传输节点(周期1 min)减少能耗85.97％,测量精度在98.5％以上,网络平均丢包率为0.84％,满足了对设施花卉环境的有效监测及低功耗传输的要求.     

GSM棉田水分监测系统的设计与实现

阐述了一个基于GSM短信息通信技术的GSM棉田水分监测系统及其设计与应用,并讨论了数据采集终端与中心决策支持系统之间利用GSM模块进行数据通信的集成设计技术。此技术特征适合于传递小数据量、地区通信和架设通信线路困难的地方,这为新疆大面积农田水分实时监测和无线传输提供技术手段。     

彩信在水稻生长环境监测系统中的应用研究

为了解决农场园区水稻生长环境监测系统中没有接入有线互联网的问题,基于DELPHI平台开发使用短信查询,以彩信反馈的方式对园区水稻生长环境进行了实时监测。该系统可以随时随地使用手机监测农场园区水稻生长环境,为农场园区水稻生长环境监测数据提供了工具。     

基于WSN的低功耗湿地土壤监测系统设计

针对扎龙自然保护区的土壤环境监测需求,采用CC2530PA模块设计终端节点,基于Z-Stack协议栈搭建自组织传感网络,传感器选取土壤湿度传感器、温度传感器以及雨滴传感器,组建低功耗湿地土壤监测系统。系统结合低功耗路由协议和实际环境监测需求提出采集发送端低功耗节点设计的改进算法,有效地减少节点的功耗、传输延迟和丢包率,从而延长整个网络生存时间。     

基于ZigBee的低功耗无线温室环境监测系统设计

提出了一种新型低功耗无线温室环境监测系统,基于ZigBee技术构建的无线传感网络实现环境信息采集和单跳或多跳方式的传输,网络中心节点汇集多环境信息由上位机处理,具有现场显示和报警功能。系统从硬件电路低功耗、节点多休眠、传输更迅速3方面实现系统软硬件结合的低功耗设计。结果表明,该系统功耗低、成本低,监测实时稳定,可进一步用作温室作业及其环境控制的重要依据。     

基于LabVIEW的ARM温湿度检测系统的设计

温湿度是太阳能干燥过程中的一项重要的指标,本系统将信息采集、信息传输、信息处理等多种信息技术相互融合,将温湿度监测和ARM控制理论相结合,提出了一种切实可行的干燥环境监测系统。该系统利用PC机上的RS2 3 2串行口实现数据通讯,使用LabVIEW虚拟仪器软件完成上位机串行通讯程序和前面板程序的编写,实现干燥系统温湿度的实时采集、显示和储存。实验证明,此系统取得良好的测试效果。     

基于模糊PID控制的NB-IoT果蔬农业物联网系统设计与试验

针对传统果蔬农业大棚环境数据感知不强、现场维护工作量大、无线覆盖区域受限、生产管理效率低、成本高的问题,提出一套基于模糊PID控制的NB-IoT果蔬农业物联网系统设计。以STM32L475VET6超低功耗芯片为主控芯片,通过NB-IoT和ZigBee双协议融合组网技术和环形缓冲队列算法组建广域无线网络,设计现场监测终端与远程云监控平台,将局域终端节点采集的环境因子信息接入云服务器进行统计与分析。系统根据采集到的数据自动调控反馈控制设备,达到低功耗模式下的广域覆盖监测并智能反馈调控果蔬大棚环境因子的目的,实现感知层、网络层到平台层和应用层一套完整的果蔬大棚物联网系统设计。将模糊PID控制算法应用于温棚环境调节的仿真测试表明,〖JP3〗系统平均丢包率为0.088%,空气温湿度、土壤温湿度、二氧化碳浓度等环境因子参数平均相对误差保持在0.5%以内,NB-IoT休眠功耗小于9 μA,能实现智能反馈控制并保证系统多节点部署、多参数检测、低功耗工作、广覆盖通信的条件,使系统具有更高的复杂环境适应性和稳定性。     

基于物联网的农田环境监测系统设计

为实现对农田环境参数的监测,设计了基于物联网的农田环境监测系统。系统基于EPC架构,构建网络框架,感知层采用ZigBee传感节点。传感节点实时采集与农田生产有关的多个重要环境参数,对作物形态进行可控图像采集,通过网络构建层将各种数据发送到远程监测服务层。对监测系统进行了试验,结果表明,系统可对播种进度、苗期、花期、施肥、打药、灌水、适时收获、病虫害和质量监控等过程中的信息进行采集。      

无线传感网技术在水产养殖环境参数监测中的应用

针对国内水产养殖存在的在线监测系统受到现场条件限制,检测点不易更改和扩充,在恶劣和危险环境难以推广等问题,基于低功耗ZigBee CC2430无线通信技术设计一个水产养殖环境参数监测系统。对传感器节点进行设计,对养殖环境信号的采集、处理方法进行研究,为ZigBee网络降低了数据流量,在此基础上组建Zig-Bee网络,用于数据传输。该系统采用星型拓扑结构组网,通过在监测区域部署网络节点,以ZigBee CC2430芯片为核心控制单元的传感器网络节点实时采集水体温度、溶氧量浓度和pH值等环境数据,将监测数据汇集到监测中心,实现统一的数据管理和网络路由监测功能。试验证明,该系统稳定性好,数据传输可靠性高,通过增加数据采集频率,减少了数据丢包率,适用于不便直接连线的水产养殖环境监测场合应用。     

基于Web技术的农田恒压灌溉远程监控系统测试研究

为了解决农村灌溉质量不高,能源利用率低等问题,基于物联网技术、控制技术以及互联网技术,研究设计了1套农田恒压灌溉远程监控系统.该监控系统主要包括了现场感知层、网络层以及应用层.现场感知层主要通过Zigbee无线通信模块构建了星形感知网络,利用PLC与单片机2大核心节点以主从模式实现了现场泵站设备的控制、田间环境参数的采集和电磁阀节点控制等;利用改进后的粒子群算法对农田灌溉出口压力进行了PID优化控制;应用层主要利用以太网通信,借助于西门子PC Access软件作为OPC Server,从而以B/S模式,采用Java语言结合JavaBean组件开发了基于Web技术的远程灌溉网络监控应用软件.系统目前应用于江苏省太仓市某一标准化农田灌溉,不仅数据采集准确,压力控制平稳,节能效果好,与阀门控制达到恒压的系统相比,可以节电20%左右,而且该系统的抗干扰能力强,当外界设定压力发生变化时,能够在10 min 左右进行快速调节达到预置压力;另外该系统远程与就地控制设备灵活可靠,状态监测实时,人机交互便利,节省劳动力达到90%.     

基于ZigBee技术的棉田滴灌监测与控制系统

设计开发了基于ZigBee无线传感网络技术的棉田滴灌监测与控制系统。该系统通过无线传感网络实时采集土壤环境信息,使用自适应加权融合算法对各节点土壤湿度数据进行融合,根据融合数据发送电磁阀控制命令,完成实时监测自动灌溉;结合棉花不同生育期对需肥量和施肥浓度的要求,根据灌溉水量设置注肥比例,系统通过无线传感网络实时采集液态肥流量,实时监控施肥量,并根据施肥量发送施肥电磁阀控制命令,完成水肥一体化灌溉。工作过程中,系统可以将传感器采集的数据通过ZigBee无线网络协调器传输给上位机并实时显示和存储。通过试验验证,该系统可以按照设计要求实现灌溉和施肥的自动控制与检测。     

基于WSN的水产养殖环境监测系统

将无线传感器网络(WSN)技术引入到环境监测系统的开发中,可有效解决水产养殖工作环境复杂、监测地点分散和布线成本高等问题。所介绍的监测系统以一套无线传感器网络节点来形成获取环境参数的自组织网络,利用一种基于GPRS的远程数据传输系统实现无线传感器网络与远程监控端的通信,并通过监测软件对数据进行接收、观测和存储。实验室和水产养殖基地的测试表明,系统运行稳定,数据真实可信,可对水产养殖环境进行有效监测。     

GPRS技术在水利监测系统中的应用

针对传统的以人工为主的水情监测模式存在的问题,基于GPRS技术的现代化水情监测调度系统,探讨了数据监控模块与GPRS模块之间的连接和通讯、数据传输的实时性和安全性问题。结合移动无线传输和Internet技术,应用GPRS数据终端,实现了水情监测的自动化和无线化。其使用方便,成本较低,数据传输稳定,有利于大规模监测网络的建立。     

基于LoRa的温室大棚监控系统云平台应用实现

以温室大棚监控系统为研究对象,利用无线传感网络技术、LoRa通信技术及GPRS通信技术构建出一种温室大棚环境参数监控系统,并进行系统的硬件及软件设计.试验验证表明:系统可有效的进行数据通信,监控过程具有较高的可靠性.     

基于窄带物联网的散粮集装箱监测系统设计

在“智慧粮食”背景下，依托无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSN）技术，并结合低功耗、多源信息传输、窄带物联网和GPS/北斗定位等技术，开发了一套以STM32F407为核心的散粮集装箱监测系统，采用LoRa通讯技术对数据进行传输与接收，将分布式传感器在不同节点采集到的数据发送到远程监测中心，利用DTU（Data Terminal Unit）作为云端的信号传输中介。系统能够实时监测散粮集装箱内温湿度及所处的位置信息，并且利用DTU将数据发送至远程监测终端。该系统稳定可靠，适应于公铁水联运模式，有效地提高了粮食流通的安全性与自动化水平。      

生物质颗粒机组远程监控系统设计与试验

为提高生物质颗粒生产自动化水平,实时监控制粒机组生产过程中作业参数,解决当前存在的粉料喂入量不精确导致的压缩室壅堵问题,设计了一套生物质制粒远程监控系统,依托运行于远程上位机内的模糊PID控制算法,PLC通过OPC与之通信实现对粉料喂入量的控制; 以5G网络作为远程数据传输途径,选择5G工业路由器作为网络数据收发器,通过网页、手机APP或微信小程序实现客户端的远程监控功能。本系统设置了用户监控层、数据网络传输层和测控现场层; 基于系统远程监控要求,工业路由器与PLC之间通过PROFINET协议实现数据传递; 并使用MQTT协议,实现其与云服务器之间数据传输。根据对系统稳定性、喂料量准确性及其通信性能的试验,稳定时电流实际值与目标值平均相对误差在1%~12%范围内波动,变异系数在0.19%~0.28%范围内波动,满足生物质颗粒生产需求,有效提高了生物质颗粒生产智能化水平。