基于太阳能的无线土壤水分传感器的研制

为实现土壤水分的自动检测与无线传输,采用电场法检测土壤质量含水率,利用Zigbee技术构建无线传感网络实现数据传送。利用太阳能电池收集太阳能并存储于锂电池中,实现对系统供电。通过合理的充放电管理,能有效地延长锂电池寿命。试验结果表明,该传感器能够实现0～30%间的土壤质量含水率的测量,相对误差小于10%。利用Zigbee模块及MiWi(TM)协议栈构建星形网络能实现数据无线传输。当节点发射功率为1 mW时,在无阻挡条件下可靠传输距离为30 m,在有农作物遮挡时,可靠传输距离为10 m左右。在1 h采集发送     

基于无线传感器网络的土壤含水率监测系统设计

针对农业生产过程中信息监测点相对分散和数据有线传输方式的局限性,设计和开发了一种基于无线传感器网络的农田土壤含水率监测系统,系统由3个土壤含水率监测终端节点、1个路由节点和1个网关节点组成。传感器采用蓄电池供电,终端节点和路由节点采用干电池供电,各节点间通信遵循Zigbee通信协议。同时,开发了数据采集、无线通信等程序,能够以任意时间间隔采集监测点土壤含水率数据,实现数据的处理、传输和存储等功能。实验结果表明,系统能实现数据的稳定传输,适合农田土壤含水率实时监测。     

奶牛阴道植入式电阻传感器与无线监测系统研究

针对人工监测奶牛发情费时、费力,仅依靠活动量和非接触式视频监测无法实现奶牛安静发情预警的问题,根据奶牛发情时阴道粘液生理特征变化,提出基于奶牛阴道电阻变化的奶牛发情监测方案。设计了由黄铜电阻探头、8爪防滑装置构成的奶牛阴道植入式电阻传感器,对阴道电阻值进行采集。借助2.4GHz的ZigBee网络开发了无线传输系统,将阴道电阻无线传送给协调器节点,协调器经由RS485总线传输到监控中心。开发了奶牛阴道电阻上位机实时监测系统,实现了奶牛阴道电阻的精确采集和远程实时监测。分别对植入式电阻传感器和监测系统进行了准确性、稳定性、可靠性及能量可用性试验,结果表明,植入式电阻传感器电阻测量探头体积小、安装方便,可测定1~1000Ω范围的电阻,测量精度在±2%以内,24h内电阻最大波动为2Ω;在450m2奶牛养殖区范围内,ZigBee网络数据发送成功率不低于98.5%;植入式电阻传感器终端节点在7.4V/6500mA·h锂电池能量供应下可连续工作38d。监测系统运行稳定,能够精确、可靠、实时地监测奶牛阴道电阻的变化,为奶牛发情程度和排卵时间的准确预测提供了一种新的监测方法。     

智能分区农业滴灌系统的研究——以丘陵山地为例

西南地区农业灌溉因复杂山地坡度和高差不同造成灌溉效率低下、水资源及劳动力浪费等问题,通过分析山地高差、坡度区别和滴灌压力、流量设计,实现了丘陵山地分区实时精准农业灌溉。为此,重点研究山地区域不同对应农业滴灌流量和压力参数不同的精准滴灌系统,优化太阳能低损耗、精准检测土壤含水率、远程控制,以及无线传感网络等核心技术与关键部件。试验结果表明:根据区域划分,实时监测土壤含水率高于或者低于土壤水分所需值时,系统能通过远程控制方式开启或者关闭滴灌电磁阀,同时通过GSM网络将采集到的数据信息以短消息的方式发送到终端,达到山地分区实时精准灌溉和监控的目的。该研究弥补了丘陵山地传统农业灌溉方式的不足,为我国精准农业技术的发展提供了参考。     

基于S3C2440A温湿度监测系统的设计

在太阳能干燥过程中,苜蓿表面的温度、附近气流相对湿度是影响苜蓿干燥的主要因素,所以温湿度的监测显得十分重要。本监测系统以S3C2440A为核心,用数字式温湿度传感器SHT10采集数据,通过LCD将测量的数据进行显示。软件部分选择Linux 2.6进行开发移植,采集到的数据通过串口通信模块传输到上位机,以此实现对采集数据的显示、存储、打印。该系统可以很好地满足太阳能干燥过程中对温湿度的实时监测的需要。     

基于Cortex-M3的农作物生长参数监测系统设计

为了快速、全面地获取农作物生长过程中的参数变化(土壤墒情、雨量、地下水位),满足农业生产对信息的需求,提高粮食产量,设计开发了基于Cortex-M3的农作物生长参数监测系统。系统用多种智能传感器组成传感器网络,能够实时采集雨量、土壤含水率和地下水位数据,经软件解析、处理后,通过GPRS网络实现数据的无线传输。系统供电采用太阳能电池板和铅酸蓄电池两种方式,提高了设备野外工作的稳定性。硬件设计采用Cortex-m3内核的stm32f103作为MCU,相比于ARM系列,功耗降低了1/4,速度快了1/3。软件设计开发了数据采集、无线通信和在线访问等程序,通过浏览器,即使在远离监测点的异地,也能够实时查看设备状态和访问历史数据。经实践验证,系统能实现数据的稳定传输,适合农作物生长参数的实时监测。     

基于ZigBeeCC2430的土壤含水率监测系统设计

针对农田土壤环境参数大滞后及大惯性的特点,基于低功耗ZigBee CC2430无线通信技术,设计了土壤含水率监测系统。通过运用无线传感器智能信息处理技术及数据通信技术,使得监测系统的自动化与监测水平得到提升。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,将监测数据汇集到监测中心,实现统一的数据管理和Zigbee网络的路由监测功能。给出了系统硬件和软件实现方法,包括无线传感器节点设计、数据采集、传输及通信等模块的实现原理。遵循模块化设计思想,传感器和功能模块可组合配置,通用性强。对于农田土壤含水率的监测实验结果表明,该系统性能稳定,能够实现数据采集、传输及显示,可广泛应用于各领域的环境参数自动监测。     

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。     

基于无线传感器网络的丘陵果园灌溉控制系统

为解决目前丘陵地区果树灌溉技术中存在的过度灌溉、浪费水资源等问题,以实现丘陵果园节水灌溉,结合无线传感器网络技术,设计开发了一种基于无线传感器网络的丘陵果园灌溉控制系统.系统以ATmega128L单片机为控制核心,由上位机、汇聚节点、无线传感器节点、土壤水分传感器和电磁阀等组成,其中土壤水分传感器和电磁阀连接到无线传感器节点上,汇聚节点与传感器节点之间数据采用无线方式进行传输,汇聚节点通过RS-232串口线与上位机相连.系统能实时监测葡萄土壤含水率的变化,根据土壤含水率来判断葡萄是否缺水,并发出灌溉指令实施对葡萄精确灌溉,系统实现了葡萄园灌溉的自动化控制.通过试验,选定25 cm深度的土壤含水率为灌溉启动监测量,启动灌溉的监测阈值设定为26.8%;选定50 cm深度的土壤含水率为灌溉停止监测量,系统停止灌溉的监测阈值为45.5%.试验表明：系统可以达到精确灌溉要求,结合葡萄的生存阈值可以实现节水灌溉.     

基于GPRS的土壤墒情远程监测系统

为了实时了解土壤墒情信息,为旱情预报预警及农业灌溉提供基础数据,设计了一套基于GPRS的土壤墒情远程监测系统。该系统利用太阳能供电,以STC12C5A60S2单片机作为主控单元核心控制器,通过GPRS网络进行土壤墒情数据无线传输。通过上位机软件的开发设计,可实现多个终端节点土壤墒情信息的动态实时监测。试验结果表明,系统运行稳定,满足设计要求,能够为农业灌溉提供可靠的依据。      

基于手机短信的日光温室控制系统设计

为了解决日光温室低成本温室环境控制的问题,使用现有GSM网络系统实现的控制系统,本文介绍了一种以GSM模块TC35和单片机PIC16F877-I/P开发的基于手机短信的日光温室控制系统。该系统可以通过管理员手机发送短信实时监测室内温度和湿度环境因子,并且可以通过发送手机短信设置系统参数,方便用户对日光温室环境进行及时调控。该系统具有投资少,操作简单,工作可靠,系统构建灵活等特点,适用于基层的日光温室环境监控。     

深水网箱网衣破损监测系统设计

针对在深水网箱网衣破损监测研究中出现的问题,提供了一种全新的网箱网衣破损监测方法和监测系统,可在浑水区实时监测网衣情况.系统由单片机、网片检测电路、开关矩阵和GSM手机模块组成.在网衣内编入导线,使网衣成为一种网破传感器.系统将网衣分成多块网片,并对网片进行编码.网片破损处与海水、入海电极形成回路,触发手机模块发出报警短信,指出网箱的编号和网衣破损部位.当系统与网衣出现连接故障时也可触发手机模块发出报警短信,指出故障网箱的编号和故障部位.     

丘陵地区蓝莓园智能灌溉决策系统设计

针对丘陵地区蓝莓园灌溉过程中水资源浪费严重、劳动力严重短缺的问题,基于物联网技术,研究并设计了一套智能灌溉决策系统。系统包括信息采集模块、无线通信模块、智能决策模块和灌溉执行模块。信息采集模块通过布设的土壤水分传感器和小型气象站实时采集蓝莓园土壤墒情信息和环境信息（风速、降雨量、温度、湿度）;无线传输模块将信息采集模块采集到的数据实时发送到服务器端进行分析处理,并将智能决策模块的计算结果传送给灌溉执行模块;智能决策模块中,基于前期采集的历史数据使用彭曼公式和土壤水平衡公式建立灌溉决策模型,实现蒸腾量和灌溉量的计算以及实时监控与报警,该模型可根据实时获取的数据,确定是否需要灌溉及最优的灌溉量;灌溉执行模块根据接收到的灌溉信息及实际的灌溉速度计算灌溉时间,进行远程灌溉;以Visual Studio软件为平台,设计了系统上位机的监控界面,可实现土壤和环境参数的实时检测和存储、作物需水状况的分析管理以及实时预警和灌溉决策。试验结果表明,该智能灌溉决策系统可在无人干预的情况下,根据传感器采集的信息自行判断作物需水情况,当系统认为作物需要灌溉时自行驱动灌溉装置完成灌溉,从而实现蓝莓园的远程精确灌溉,节省了人力物力,有效提高了灌溉水的利用率。     

农业土壤含水率监测及灌溉系统研究——基于物联网模式

为提高农业灌溉效率,保障农作物正常生长,设计了稳定可行、易于安装的、以物联网技术为基础的农田灌溉系统。系统以MSP430F149低功耗单片机与射频模块为基础,使用基于无线技术ZigBee的CC2530芯片作为网络连接点,采用RHD-100土壤水分传感器采集农业土壤含水率信息;通过无线技术ZigBee与无线通信GPRS无缝连接,将土壤水分数据通过JN5121通信模块传输到无线网络,实现了土壤水分数据信息传输和智能灌溉。将系统运用于不同农田环境进行测试,结果发现:系统数据传输稳定可靠,运行平稳,可进行推广运用。     

用模糊神经网络诊断发电机励磁主

介绍了一种以可控硅整流桥各桥臂两端电压信号作为模糊神经网络的输入信号的实时功率单元故障诊断系统。信号经过模数转换后送给模糊化处理单元，再传递到神经网络；神经网络根据以前学习、训练的知识，得出故障诊断结果。该系统解决了目前我国农村技术力量难以判断农用水利发电机组现代励磁控制系统中电力电子模块故障的难题。文中还介绍了用DSP（TMS320F2407）作为核心器件的控制电路的实现方法。     

基于物联网技术的水稻自动灌溉系统应用研究

介绍了一种基于物联网技术的水稻自动灌溉系统,用户可以在水稻生长的不同时期,通过GPRS模块,利用控制器网关、ZigBee协调器,发送短信控制命令,设置ZigBee终端节点水位的上、下限阈值。节点依据水位传感器检测隔田水位与设定阈值的比较结果,控制节点电磁阀的通断,选择开/关隔田引水口水槽闸门,实现自动灌溉。此外,系统用户能够通过短信远程控制电井的电机启/停,实现水井的自动提水。该系统具有实施简单、功耗低、功能完善、可靠性高等优点,具有较好的推广前景。     

基于VB6.0的电子设备故障诊断专家系统研究

介绍一种基于VB的电子设备故障诊断专家系统。该系统包含可扩充的知识库和严密的推理机,用户只需在人机交互界面上选择输入详细的故障现象,系统就可以正确判断出故障原因,给出相应的解决措施,且其知识库具有可维护性和可扩充性。     

基于Arduino和VI的农田信息无线采集系统设计

现代化农业生产过程中,需要对农作物的各种生长环境信息进行采集,以便为农业决策服务。为此,设计了一种基于Arduino控制板和VI的农田信息无线采集系统。系统使用Arduino控制板作为采集控制端,结合各种环境信息采集模块及无线数据收发模块等组成整套系统,实现了对气温、土壤温湿度、光照、墒情及降水等农田特征信息的采集、显示、存储及监测报警等功能。该系统适用于现代精细化农业生产过程中进行田间信息的快速采集等场合。     

基于迭代学习控制算法的苹果园灌溉系统

介绍了一种基于迭代学习控制算法的苹果园灌溉系统。硬件电路由MSP430F149单片机、TR-5型土壤水分传感器、太阳能供电模块及灌溉控制电路组成。迭代学习控制算法应用于苹果园灌溉这种具有重复运动性质的控制过程中,利用本次的灌溉信息,通过迭代学习律修正下一次的灌水量,实现在有限时间区间上的果园最佳土壤含水量精确控制。解决因苹果园地表灌溉水需经较长时间才能渗透到苹果树吸收水分根系的主要分布区,所造成的实时控制系统无法及时准确获取果园土壤含水量反馈信息的问题。