基于无线传感网的多功能简易智能温室控制系统的设计

本文以ZigBee技术为核心,采用通用性思想和模块化设计的思路,用无线传感网络技术解决温室大棚内的农作物生长的智能自动监控系统。设计了基于ZigBee组网技术的数据采集节点,采集温室内环境因子的数据,搭建了基于ZigBee的网状网络,实现了采集数据与控制数据的无线传输。利用单片机作为控制机构,根据已经设置的环境阈值控制相应的执行机构,启动相应调控设备,若温室环境发生了变化,控制系统通过Zig Bee连接自动控制温室内的执行机构,可使温室环境一直处于最适合农作物生长的条件。同时,由于ZigBee的可扩展性,可添加新的功能执行机构,例如杀虫系统,从而实现多功能的智能温室控制系统。     

基于ZigBee的农作物冠层温度采集节点的设计

农田水势软测量网络由多个农作物生长微环境信息测量节点组成。针对农田信息采集对低功耗及成本的要求,基于ZigBee无线传感器网络技术,以低功耗单片机Atmega8L和无线射频芯片CC2530为核心,选用红外测温传感器,设计一种用于采集农作物冠层温度的无线传感器网络节点,能够对环境因子冠层温度进行实时、准确检测。结果证明,该节点工作状况良好,能够有效进行数据采集和无线传输,从而达到设计要求。     

基于ZigBee的智能农业管理系统设计

为了提高农业生产效率,降低人工劳动量,实现农业生产的智能化,设计了基于ZigBee无线传感器网络的智能农业管理系统.系统实现了对设施农业的空气温度、土壤温湿度、光照度、CO2浓度等数据信息的采集、传输和处理,并能对农作物生长环境进行自动调节,使农作物处于最佳生长环境,有效提高农作物产量,具有很高的实用推广价值.     

基于GSM网络的温室环境监测系统的设计

本文主要以STC单片机为控制核心,利用GSM网络为信息传输平台,通过华为GTM900C模块通过手机短信进行远程温室环境监测系统。用户可以通过手机发送短信对实时掌握温室内的环境变化,也能远程对温室内的温度、湿度、光照、CO_2等进行调节控制,以更好的满足农作物的生长环境。     

濒危植物杏黄兜兰环境因子监测设计

[目的]实时了解杏黄兜兰所在生存环境的各项参数,掌握其最佳生长环境,为进一步实时控制其环境参数,促进物种的繁殖生长,防止物种的濒危灭绝,保护生态环境提供参考.[方法]运用AT89C51单片机为控制处理核心,以杏黄兜兰生长环境的温度、湿度、光照强度为监测参数,选用DS18B20温度传感器、HS1101湿度传感器、TSL235光频转换器进行数据采集,并采用PTR2000模块实现短距离无线传输.[结果]AT89C51单片机可实现对温度、湿度、光照强度等多个环境因子的共同监测,将环境因子值显示于数码管,传输距离可达300 m.[结论]设计方案适用于杏黄兜兰所生长的云南福贡、碧江、泸水等地区的环境监测,其传感器选型符合当地特殊的环境要求,数据采集及传输方式合理有效,可以实现室外条件下多个环境因子的共同监测和无线传输.     

基于nRF905与SIM300的田间无线多节点远程监测系统设计

为了实现农作物生长环境监测,针对传统有线数据采集距离短和成本高的缺点,利用远近距离无线数据传输技术相结合的方法实现田间环境测量。系统首先基于nRF905芯片建立节点间短距离无线传输网络,基于此路由节点再通过SIM300建立GPRS/Internet网络实现数据信息远距离无线数据传输,从而实现田间环境信息的远程监测和记录,为农业种植、灌溉等生产提供有效信息。最后,系统在开阔地与有障碍物的室内进行试验,结果表明系统运行稳定能获得较好的测量结果,并在130 m与80 m内的数据传输丢包率不高于10%,满足测量环境对系统的设计要求。     

基于物联网的设施农业远程智能化信息监测系统的开发

作为新一代信息技术的重要组成部分,物联网的应用和推广已成为现代设施农业的发展趋势。针对现有农田、果林等大面积栽培种植区域土地利用率低、人力物力浪费严重等问题,开发一套基于物联网的设施农业远程智能化信息监测系统,设计无线局域网Zig Bee与无线广域网GPRS多网络融合的通信模式,构建底层无线传感网络(WSN),以采集农田作物生长及环境信息。基于组态软件设计信息中心显示界面,开发智能信息监测软件,以远程、实时监测现场农作物生长状态,集参数监测、网络通信、数据分析及图表显示为一体,突破地域限制,提高数据的共享性。结果表明,该系统性能稳定,在信息无线采集与传输、远程环境监测以及智能化分析等方面均满足实际需求,同时具有很高的实时性与可扩展性。     

基于GPRS技术日光温室综合环境集散控制系统的研究与设计

针对目前日光温室综合环境调控模型和日光温室群集散控制存在的问题,在研究日光温室微生态环境变化机理的基础上,采用以温度为主参量的日光温室综合环境调控模式,运用单片机控制技术和GPRS技术实现了日光温室群环境因子的采集、无线数传以及控制信号的无线传输和日光温室群综合环境的集散控制,并利用数据库技术和JA-VA技术,通过Web服务器上的接口和Internet上的客户端建立连接,实现了授权用户温室综合环境数据库的远程访问和对温室环境的应急控制等功能,解决了日光温室环境多因素的检测和远程集散监控难题。     

基于物联网的智能水肥一体化管理系统构建

目前的水肥一体化系统普遍存在监测参数少,形成的植物生长模型及混肥算法精准度较低,控制系统运算能力较弱且功能单一,不能实现智能控制等缺点。利用物联网构建无线传感器网络是水肥一体化系统的发展趋势。为提高农业生产上肥料与水资源的利用率,促进现代农业发展,通过采用视觉采集技术、无线传感器物联网监控技术和自动控制系统技术相结合,建成基于物联网,利用机器视觉测量植物生长参数,无线传感器物联网监测环境和土壤参数,以植物生长模型和模糊神经网络算法形成精准水肥混合方案,以ARM11嵌入式系统为核心的农作物智能水肥一体化管理系统。     

多点土壤温度测量系统的设计与实现

为了实现不同土层温度实时监测,方便研究温度对农作物根系生长的影响,基于计算机技术和传感器技术,开发了多点土壤温度测量系统。该系统以C8051F310单片机位控制核心,利用DS18B20数字温度传感器实现了对10个不同土层温度测量显示、存储、传输等功能。应用结果表明:该系统具有操作简便,监测精度高的特点。     

作物智能化精准节水灌溉系统的研究

在江苏省农业科学院溧水高科技农业示范园研制了一套以设施葡萄为目标作物的智能化灌溉系统。系统采用无线传感器网络(WSN)技术,将传感器精确测定的土壤湿度及其他环境信息通过无线传输至基于计算机管理的网络监控平台,计算机在对实时数据信息进行处理、显示、存储的同时,根据作物栽培专家研究设定的作物生长科学需水阈值,通过智能控制器实现作物灌溉用水控制的自动化、精准化。智能化系统的建成,有效减少了灌溉用水资源的浪费,也大大提高了现代农业的装备水平和管理水平。     

小型温室环境监控系统的研究

日光温室可以为作物提供最佳的生长环境,使作物生长不受时间和地域的限制。设计了一种小型温室环境调控系统,实现可调可控适宜作物生长的温室环境。该系统由环境控制器、作物生长影像仪和上位机软件组成。控制器采用PLC实现,通过控制器采集空气温度,空气湿度,土壤温度和土壤水分等环境信息,控制加热器、加湿器、卷帘、湿帘、水泵、风机、微喷、通风和补光灯等执行设备,达到现场调控温室环境的目的;作物生长影像仪通过定点摄像头扑捉作物生长图像,观察作物生长态势;上位机软件主要用于实现远程控制、历史数据查询与数据导出等功能。该系统经过试验验证,可以实现温室环境的温湿度调控。     

基于物联网技术的设施作物环境智能监控系统

为了提高设施作物生产管理的智能化水平,结合设施作物监管需求,基于物联网技术,研制了设施作物智能监测系统。在设施作物生长发育过程中,该系统可以全程对设施作物进行实时监控,实现了温室内光、温、气等环境参数和生产现场远程视频的实时监测,还可以远程自动控制湿帘风机、喷淋滴灌、内外遮阳、加温补光等设备,从而实现了温室环境的自动调控,提高了获取数据的效率和准确性。通过在实际生产中应用,该系统具有功耗低、成本低、扩展灵活、性能稳定等优点,说明了该系统设计的合理性、稳定性与实用性。该系统的构建和运行,为设施作物长势进行实时跟踪监测与综合分析以及管理提供决策支持。     

基于物联网技术的日光温室黄瓜智能灌溉控制系统研究

采用无线传感器采集温室内空气温湿度、土壤温湿度、CO2浓度、光照强度等信息,利用无线传输协议实现数据的自动获取、传输及控制。当土壤水分传感器监测到土壤含水量低于设定阈值时,系统自动启动电磁阀,进行滴灌作业,可实现黄瓜幼苗期、结果初期、结果盛期、结果后期智能灌溉控制,较常规滴灌作业节水15%~20%。     

基于农业物联网的日光温室智能控制系统的研究

为实现日光温室环境的实时监测和智能控制,本文设计了基于四层物联网架构的日光温室智能控制系统。感知层组建ZigBee无线传输网络,实现温室环境数据采集和农机装备控制。接入层设计了温室智能控制终端,支持多种协议转换解析,实现了异构设备和网络的接入和共享。网络层基于MQTT协议传输,实现了本地和云端数据的双向传输。应用层开发日光温室智能控制云平台,具有数据采集分析、远程智能控制、策略模型自主学习等功能,实现对温室的精准、智能、联动控制。本系统经过一个茬口的椰糠无土栽培高品质番茄的试验显示,日光温室软硬件的集成应用创造出作物最佳生长环境,每亩每年产量提高11.4%,节省人工33%,实现了温室环境的实时智能控制。     

西瓜基质栽培智能灌溉系统的研究

设计了一种基于ZigBee无线传感器网络的西瓜基质栽培智能灌溉系统。该系统由环境信息采集装置、信息处理系统和灌溉执行结构3部分组成。环境信息采集装置主要采集影响西瓜水分需求的基质相对湿度和空气相对湿度;信息处理系统对数据进行分析与处理,判断是否驱动灌溉执行机构对西瓜进行灌溉。综合考虑西瓜在不同生长阶段基质相对湿度、空气相对湿度对西瓜需水量的影响,建立了模糊控制规则库,利用MATLAB进行仿真,证明灌溉策略的有效性。结果表明,智能灌溉系统能根据智能灌溉策略适时、适量地进行灌溉,控制基质相对湿度与西瓜生长阶段相适应,伸蔓期将基质相对湿度控制在62.82%~67.25%,开花坐果期将基质相对湿度控制在68.05%~72.18%,膨瓜期将基质相对湿度控制在72.23%~77.15%,成熟期将基质相对湿度控制在58.36%~62.13%,所测得的基质相对湿度与最佳基质相对湿度之间的误差在2%左右,满足西瓜基质栽培的灌溉需求。     

基于物联网的日光温室环境监测在线校准

[目的]温室环境条件特别是温度对于作物生长和发育具有十分显著的影响。日光温室调控的主要环境因子之一是温度。然而,自然环境下的光照对温度产生作用,影响空气温度的监测精度。大多温度传感要求将传感器置于避光处,然而实际应用中难以保证。[方法]采用机器学习中的支持向量机算法(SVM),对日光温室内的温度智能监测算法进行了研究,根据光照情况对实时监测的温度数据进行校准。[结果]通过与实验测量的数据进行对比分析,结果表明,所提出的监测方法可以较为准确地实时监测空气温度,从而无需使用隔热材料或者遮阳处理,就可以基于监测的数据更精确地对相应的环境因素进行调节。[结论]基于该方法,可采用常用的工业设备实现温室大棚内实时温度数据的监测,既可以节约设备和人力成本,又可以为温室控制提供准确的数据。     

智能育秧群棚监控系统的设计与应用

针对现有水稻育秧棚监控现状的不足,设计了一套智能育秧群棚监控系统。该系统能够实现育秧棚环境参数的实时采集、无线数据上传、数据显示,上传的数据在智能监控中心保存,海量数据可为农业生成决策提供数据支持,监控中心依据设定的农艺要求,可实现通风设施与灌溉设备的全自动控制,确保秧苗生长在最佳环境中,为水稻工厂化育秧提供技术支持。监控中心与育秧棚采集控制器利用无线方式进行通信,解决了布线难等问题,该系统还具有低功耗、低成本和可靠性高、GSM短信远程提醒等特点。     

GIS在温室大棚生产管理体系中的应用构想

日光温室大棚是充分利用太阳能在冬季种反季节蔬菜的高效农业设施。大棚要提高农作物的产量和质量,就需要及时了解农作物自身及其周围的各种环境参数（如外界温度、湿度等）,利用外界传感器获取实时数据,综合运用计算机技术、网络和通讯技术、数据库技术、GIS技术、组件技术等先进的现代化信息技术手段,并与自动化的农业技术有机结合,共同构建集农业信息采集、传输、存储、管理以及分析应用于一体的准确、高效、快速、全面、规范的农业决策支持系统。在相关自动控制装置的控制下对大棚作物进行浇水灌溉、施肥、通风、卷放帘等操作。用户根据这些参数则可以对作物成长的近况有所了解,从而及时应对所出现的紧急状况;另一方面,可通过对实时数据进行专家系统分析,对农作物的生产产量做出预测及评估,对农作物的病虫害情况等做出实时监测,并通过专家系统的分析做出处理方案,以供管理人员决策参考。     

模糊控制技术在节水灌溉中的应用

根据灌溉系统不易建立精确数学模型的特点,设计了基于模糊控制技术的智能灌溉控制系统。系统以土壤水分误差为输入,以灌溉时间长度为输出,通过对输入变量的模糊化、模糊推理和模糊决策,获得了作物的灌溉时间长度。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DZK201电动阀门控制器完成,使每个节点便于安装部署,免去了有线接入的繁琐过程,降低了成本。