基于WSN的便携式FPGA农田环境监测系统

针对农田环境信息获取时存在的信息对象多、地域广、分布杂散、数据通讯条件落后等诸多不利因素,设计了采用基于无线传感器网络技术和可编程片上系统(SOPC)技术的便携式农田环境监测系统.该系统通过温度、湿度、光照度等传感器实时采集农田环境数据;以CC2430模块为终端测量节点的核心,建立无线传感器网络实现监测数据的无线传输和汇集:采用具有NiosⅡ嵌入式软核处理器的现场可编程门阵列(FPGA)控制系统实现对整个系统的管理.田间试验结果表明该系统能够有效地采集环境数据,并具有组网灵活、可扩展性强、携带方便等优点.     

作物生长环境信息无线监测系统的设计与实现

针对热带作物生长环境监测的现状,设计了一个基于Zig Bee/RS232的作物生长环境信息无线监测系统。该系统由Zig Bee传感器网络、数据采集模块和上位机组成,采用组态软件处理数据。系统能够监测环境温湿度、土壤温湿度、光照度和CO2浓度;能够将采集到的数据以图形、表格等形式实时显示、存储,数据存储后可以在不同数据库间共享。试验结果表明该系统运行稳定,传输数据准确,适用于农田或温室作物生长环境信息的监测。     

集约化家禽养殖无线传感器网络监测系统

针对集约化家禽养殖过程中禽舍环境监测效率低、灵活性差等问题,本研究构建了基于无线传感器网络技术的远程禽舍环境监测系统.设计并研制了以监测禽舍环境温湿度、氨气浓度为目的的传感器节点和路由节点,以数据远程传输为目的的GPRS网络网关节点;节点软件使用C语言编程,根据实际需求编写了无线路由协议及应用程序.该系统实现了禽舍环境信息远程在线监测,解决了集约化家禽养殖过程中环境信息信息化、网络化所存在的问题,为保障集约化家禽养殖的生产安全提供了一种新的手段.     

基于物联网的奶牛养殖环境监测系统研制

为了推动奶牛养殖信息化的发展，更加便捷地对奶牛养殖场进行环境监测和远程控制，本文研发了1种基于物联网的奶牛养殖环境监测系统，完成了对多个环境因子的远程采集和数据存储，实现了参数预警和远程控制。系统利用STM32F103单片机和传感器终端实时采集环境信息，利用EMQ搭建1个MQTT服务器，通过WiFi实现数据汇总并用MQTT协议远距离传输至服务器，通过Node-Red进行数据的可视化，将上传到MQTT服务器的数据在网页端进行显示查看和控制，并将其存储到数据库中，通过微信小程序在移动应用端进行信息的实时查看和控制。试验结果表明：该系统可实时获取养殖环境的温湿度、光照强度、二氧化碳浓度、氨气浓度、硫化氢浓度等参数信息，数据传输平均丢包率为0.12%，系统控制反应时间在100～500 ms范围内，系统整体运行稳定、可靠，能够满足实际生产需要，为其它信息化养殖和环境监测提供支持和参考。     

适宜马铃薯储藏的环境参数智能调节系统

针对马铃薯在储藏过程中易冻窖、伤热、发芽和黑心等问题,采用ZigBee无线通信技术设计了环境参数智能调节系统来改善马铃薯的储藏环境,系统主要由环境监测节点、监控终端、空调及风机控制节点组成。环境监测节点通过传感器DHT11采集周围环境中的温湿度参数,再将采集时间、节点ID和温湿度等数据打包,通过ZigBee网络发送至监控终端;监控终端采用嵌入式处理S3C2410开发,接收、处理、显示和分析来自各环境监测节点的温湿度信息,根据适宜马铃薯储藏的环境参数,自动控制空调和风机的工作状态,使马铃薯储藏在最佳的环境。通过对储藏室24 h的测试结果表明,系统工作稳定可靠,能够自动控制空调和风机调整储藏室的温湿度环境参数,对建立智能化农产品仓储管理具有重要意义。     

空中农业无线传感网环境监测系统

针对水稻生长密集、环境复杂、种植面积大、难以实现人工入田信息采集等问题,基于物联网构建水稻环境监测系统.采用蓝牙低能耗(BLE)通信以多旋翼无人机为中继节点进行自组网来收集感知层数据,并且可以通过云服务器进行汇集、可视化、存储,实现了大面积、远距离、低功耗的水稻生长环境监测.结果表明,在同等条件下,使用该监测系统与传统收集方式相比,收集便捷、性价比高.该检测系统不但结构相对简单而且实用性高、成本较低、可靠性较好,能够满足稻田作物生长生理性状与产量关系环境信息监测的要求,可在农业生产中智能化地采集到高分辨率的环境信息,采集节点单次使用寿命满足水稻生长周期要求,能够有效提高农业精准管理的现代化程度和普及程度.     

日光温室无线传感器多数据融合技术研究

无线传感器网络中采集的监测数据存在着较大的冗余和误差,影响数据的可靠性,然而由于温室环境具有空间大且温场分布受多种参数影响大等特点,在采集监测和控制中对数据的准确性要求比较高。为实现北方日光温室实时数据融合,提高实时数据精度,以沈阳农业大学北山试验基地一栋日光温室的实时采集数据为例,提出一种数据融合方法,通过无线传感器实时采集温室数据,利用格拉布斯判定准则进行数据预处理,并应用自适应加权平均算法对数据进行融合试验。试验结果表明:格拉布斯判定准则能够有效的剔除粗大误差,与原始采集数据相对比剔除误差后数据精度提高8%;与应用传统平均数据融合算法处理数据结果对比自适应加权平均数据融合能够明显的提高数据精度,融合后数据精度被提高6%。针对北方日光温室环境,采用无线传感器多数据融合方法,克服了对每个传感器采集的信息分别处理时的不确定性和不稳定性,经融合处理后结果能够提高温室环境监测的精确度,可全面准确的描述温室实时环境,为温室环境控制提供更加精准的基础数据,控制后使温室环境的温度、湿度、光照强度等主要参数达到相对理想的条件。     

基于SI4432和SIM900A的温室环境监测系统设计

针对传统温室环境监测采用有线通信方式的不足,提出了1种基于无线通信技术的智能温室环境监测系统的架构及应用实施方案。该系统以射频芯片SI4432为基础构成短距离无线通信模块,模块通过配置相应的传感器对温室环境中的空气与土壤温湿度等信息进行采集,并将采集信息通过由SIM900A构建的GSM模块传送至远程监控中心。结果表明,该系统具有操作简单、部署灵活等特点,系统传输数据的正确率在95.0%以上。     

基于STC12C5401和GSM的环境监测系统设计

针对传统环境监测系统实时性差的特点,设计开发一种基于GSM模块和单片机技术的无线监测系统,以单片机STC12C5401为微控制器,采用SHT71温湿度传感器对环境温湿度进行采集,同时通过TC35模块以短信的形式将温度数据和湿度数据发送到上位机进行数据分析。系统采用无线传输传送数据,解决了由于环境监测点分布分散,分布范围广而导致监测困难的问题,尤其可以克服环境恶劣引起的环境监测数据传输的不便。采集系统具有电路简单、响应速度快、体积小、功耗低、安装操作方便、测量精度及灵敏度高、抗干扰能力强等优点。     

肉鸡健康养殖环境监测控制系统研建

禽舍环境因素对肉鸡健康养殖至关重要,为此,文章以肉鸡养殖环境质量为监测对象,研究建立了肉鸡健康养殖环境监测控制系统,该系统由感知器、数据采集控制器、执行器及远程服务器等部分组成,感知器将实时监测的鸡舍环境数据与用户设定值进行比较,实现鸡舍通风降温的自动化,同时将该数据通过网络上传至远程服务器,便于用户随时查看鸡舍环境并对其进行调控;采集控制器和远程服务器之间的通信可采用GPRS、WiFi、433MHz及以太网等多种形式,可根据养殖场实际情况灵活选择。实验结果表明该系统稳定可靠,在保证禽舍所需温度基本恒定的条件下,使舍内可吸入颗粒物、氨气浓度和相对湿度保持在适宜范围。系统对于改善禽舍环境质量,提高养殖效益具有重要意义。     

水帘过滤负压抽风对兔舍小气候和家兔的影响

[目的]探讨水帘过滤负压纵向通风调节室内小气候的可行性,为标准化兔舍设计提供依据。[方法]选用水帘过滤负压抽风兔舍和室内放置轴流通风机兔舍各一栋,在开启有关设备时测定室内温度、湿度、氨气浓度、空气流速的变化,统计对比母兔的繁殖仔兔数、死亡数、投入产出指标。[结果]试验兔舍与对照兔舍的温度差异显著(P<0.05),氨气浓度差异极显著(P<0.01),母兔的繁殖率明显提高,死亡数、单位生产成本明显降低。[结论]水帘降温纵向抽风可以有效控制室内小气候,是一种能兼顾降温与通风且单位生产成本较低的方法,值得在南方兔舍设计中推广。     

基于DSP的嵌入式农业环境远程监测系统设计

农业环境远程监测、数据采集和网络远程传输是现代农业的发展方向。利用DSP处理器DM642设计的嵌入式视频远程监测系统,实现了对农业环境和生物信息采集视频信号,并完成了视频信号的提取和网络传输。该系统可在农业生态与环境资源监测、农业灾害监测预警等数字农业中应用。     

海洋牧场远程水质监测系统设计和实验

水质长期实时监控对于深入研究海洋牧场环境变化和生产力评估具有重要意义,以象山港海洋牧场基本海况为依托,设计了一套海洋牧场远程水质监测系统。系统根据海洋牧场的环境特点,针对性地选取了需要检测的溶解氧、浊度、温度、pH等关键水质参数,进而确定下位机各个模块的设计;设计了配套的浮标以承载传感器、电源、太阳能板等设备;使用C语言编写了网络通信程序,并且设计了一套终端监控软件,方便用户查看当前水质状况以及查询历史数据。在上海海洋大学镜湖中进行的6个月的实验结果表明,系统能够按照设定程序上传水质数据,可以通过互联网进行远程访问并由终端监控软件直观地显示,说明了整个系统工作的有效性。     

基于DSP的嵌入式农业环境远程监测系统设计

农业环境远程监测、数据采集和网络远程传输是现代农业的发展方向。利用DSP处理器DM642设计的嵌入式视频远程监测系统,实现了对农业环境和生物信息采集视频信号,并完成了视频信号的提取和网络传输。该系统可在农业生态与环境资源监测、农业灾害监测预警等数字农业中应用。     

基于WIA-PA的农田环境监测系统设计

针对农田环境状况复杂、监测难度大等问题,设计了基于WIA-PA标准无线传感器网络。该系统利用无线传感器节点对农田环境参数进行采集,并将获得的数据通过WIA-PA网络发送至远程服务器。远程服务器对参数进行分析和存储,对于超出阈值的数据会及时告知管理者。管理者通过远程服务器发送控制命令到传感器节点调节相关参数,从而实现远程测量与控制。试验表明该系统运行效果良好,功耗小,具有很好的应用价值。     

种猪养殖生产过程信息化管理系统研究与应用

[目的]实现种猪的精细饲养和工厂化养猪场生产管理的全面信息化。[方法] 采用传统的数据采集方式,对种猪生产的对象和全过程进行信息化和可视化的表达、设计、监控和管理。[结果] 系统由猪场数据维护等7个功能组组成。数据维护功能组使数据录入编辑不再是猪场电脑管理的瓶颈。生产管理功能组具有每日智能提示等13个模块。繁殖育种功能组可以随时产生每头在群母猪的资料卡,决定母猪的最佳淘汰时间。饲料配方功能组具有配方原料管理等模块。疾病防疫功能组提供了猪常见病资料管理、疾病检测与治疗、检疫和免疫、驱虫监测、疾病监测、免疫监测和兽药进销存等模块。[结论] 该研究给猪场的信息化管理带来全新的概念和视角,有利于实现猪场的信息化管理。     

基于WebGIS的农产品产地污染评价系统设计与实现

农产品产地环境安全问题日益受到关注,及时准确地监控农产品产地环境状况,并收集相关数据进行风险评估,对保障农产品产地安全具有重要意义。传统的农业环境监控手段存在耗时长,成本高等缺点,无法及时快速的掌握环境污染状况。为此利用Java技术平台,将开源WebGIS技术与环境分析评价模型整合,在江苏省建立了基于WebGIS的农产品产地污染评价系统。该系统能利用Web技术的便捷性,实现对农产品产地环境数据的快速收集、管理和统计功能;也可以利用GIS的空间插值技术和环境污染评价模型,对江苏省进行农产品产地重金属污染的单因子和多因子评价。系统最终可以利用收集的数据生成江苏省的环境污染风险分级评价图,为江苏省农产品产地重金属污染防治工作提供了有力支持。     

基于无线传感器网络的农田环境监测系统设计

针对农田环境状况复杂、监测难度大等现状,设计了一种基于无线传感器网络的农田环境监测系统.该系统利用传感器节点采集农田环境参数后,通过ZigBee技术发送到控制中心,再对数据进行分析和处理,使农田管理者能精确直观地控制农作物种植过程中的关键参数,具有很好的实用价值.     

基于LCA的呼伦贝尔生态草牧业技术集成示范效益评估

【目的】 对天然草场修复过程中的经济环境综合效益进行评估。【方法】 基于全生命周期分析（LCA）方法对内蒙古呼伦贝尔市谢尔塔拉牧场奶牛集约化养殖-牲畜粪便处理（包括菌剂发酵有机肥、蚯蚓养殖生成有机肥和蘑菇种植3种模式）,利用谢尔塔拉农场奶牛集约化养殖、牲畜粪便处理利用、天然草场改良数据和当地畜牧生产经营物料投入数据相结合,建立不同养殖模式下牛奶生产的生命周期清单,从畜牧生产全生命周期的角度对牲畜饲养、粪便处理利用和草场修复这整个草原畜牧生产循环过程中每生产1 t标准牛奶（FPCM）的资源环境综合成本（温室气体排放、土地占用、耗水量和不可再生能源消耗）和总体经济效益进行定量分析。【结果】 牧户散养奶牛和集约化奶牛养殖场在出售牲畜和牛奶方面产生的毛收益分摊在每头成年母牛上分别为0.89和2.11万元,如扣除经营成本,两种乳牛饲养模式下每头成年母牛产生的净收益分别为0.42万元（牧户散养）和0.41万元（集约化养殖）。此外集约化养殖场每生产1 t FPCM造成的环境影响为:占用草场1.19 hm²、占用耕地0.15 hm²、耗水216.47 t、消耗化石燃料1 944.19 MJ、排放温室气体0.73 t二氧化碳当量（CO_2eq）。当地散养牧户生产牛奶除去草场占用面积（3.25 hm²）外,造成的环境影响（占用耕地0.04 hm²、耗水70.70 t、消耗化石燃料892.80 MJ、排放温室气体0.55 t CO_2eq）均小于集约化奶牛养殖场。开展天然打草场改良可显著增加每公顷草地牧草产出（增幅68.57%）和收益（增长10.71%）,改良后生产1 t FPCM可降低40.50%的草场占用面积。但改良中施肥和燃料消耗的增加会造成温室气体排放（增加17.70倍）、燃料消耗（增加2.10倍）等环境问题。在牲畜粪便处理利用技术应用方面,集约化养殖场产生的牛粪通过发酵有机肥、蚯蚓处理牛粪和蘑菇种植等处理利用方式,在解决牲畜饲养中粪便污染问题的同时,创造的净收益相当于生产牛奶净收益的5%—12%,整体看带来的环境影响相对较少。【结论】 集约化养殖场在提高草原利用效率方面优势明显,在提升饲料能量转化效率、提升牛奶产量和质量方面具有很大的潜力,但是会增加苜蓿、燕麦等高蛋白饲草料的种植面积,在控制牛奶生产中的温室气体排放、水资源和能源消耗等方面会产生不利影响。此外,天然打草场改良和牲畜粪便处理利用技术在呼伦贝尔当地畜牧产业中具有较大的应用潜力。