基于ZigBee的田间灌溉自动测控系统设计

针对目前我国农业灌溉用水量大、水资源利用效率低的问题,基于ZigBee无线通信技术设计了田间灌溉自动测控系统。通过湿度传感器HM1500测量土壤的水分,经下位机单片机系统采集,并通过ZigBee无线数传模块发送土壤水分含量数据至上位机;上位机能够实时监测现场数据,并通过与设定的土壤水分下限值进行比较,若达到灌溉要求则经ZigBee发送命令至下位机,启动水泵灌溉。设计的测控系统成本低、性能优,为节水灌溉系统的设计提供了借鉴。     

基于单片机的土壤湿度测试仪的研究

根据土壤介电测量的通用模型,采用探针式电容传感器,设计了土壤湿度单片机测试系统,阐述了其组成和工作原理,并通过上位机实现自动监测和自动灌溉。实验结果表明：该测试系统具有测量精度高、显示直观、操作方便等特点,可以满足生产实践中的要求。     

基于安卓系统和MCU智能灌溉系统设计

为解决农业灌溉中智能化监测与远程控制问题,提高农业灌溉效率与智能灌溉的可靠性,设计了基于安卓系统与MCU的智能灌溉系统。系统主要包括上位机Android手机APP、下位机单片机,以及云服务平台3部分:上位机采用HTML5+CSS+JavaScript在API Cloud Studio环境下实现的移动应用程序;下位机采用STM32F411处理器作为智能灌溉系统的核心CPU;借助物联网云平台实现上位机与下位机的通讯,并通过PWM控制薄膜泵灌溉速度。用户通过手机即可实时监测环境信息和作物生长状态、设置灌溉模式、控制灌溉开启及灌溉速度。试验表明:系统各方面运行正常可靠,在农业远程智能监测和灌溉方面有一定的实用价值。     

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FDR原理的土壤湿度实时监控灌溉系统

介绍了土壤湿度测量原理,着重阐述了系统的软硬件设计。MSP430单片机采集由土壤湿度传感器监测的信号,并根据输出信号的高低控制电磁阀的通断,以决定是否给土壤灌溉,从而实现对土壤湿度的控制以达到智能节水灌溉的目的。本设计可以根据农作物的不同生长期对水分的需求量调控土壤湿度,实现实时监测湿度大小,定点存储湿度值,并且可以通过U盘将存储的数据传送到PC机或其他带USB接口的上位机。     

基于ZigBee网络和机械臂的智能灌溉系统设计

为了解决偏远及地势复杂地区的自动灌溉控制问题,设计实现了一套嵌入式自动化节水灌溉系统。以STM3 2嵌入式控制器为核心,采用无线Zig Bee网络技术采集室外环境参数,通过上位机监测被测区域的温湿度变化,控制执行机构实现监测环境的温湿度控制调节。中央控制器与上位机采用E31-TTL-50无线通信,采用窄带无线方式进行数据传输,实现了机械臂智能灌溉、上位机远程监控系统查询、设置参数及实时监测等功能要求。     

基于语音识别和PLC的温室智能灌溉控制系统设计

针对我国现阶段温室大棚灌溉人工控制费时费力、水资源浪费的现象,设计基于声音识别和PLC的温室智能灌溉控制系统。系统以PLC为下位机控制器,以PC机组态王为上位机,通过MATLAB声音识别处理工具,采用动态时间规整算法(DTW)声音识别模型,实现语音信号的预处理和特征提取,建立语音样本数据库,并借助组态王软件开发温室灌溉的上位机监控系统,通过OPC技术实现声音识别结果和上位机之间的交互。同时设计温室灌溉的PLC控制系统,在上位机上可以通过语音识别和组态王软件实现对温室灌溉系统的双控制。实际运行结果表明,系统运行稳定,智能化程度高,能够实时采集温室管理人员语音控制信号,通过语音实现对温室灌溉电机的远程控制,对进一步提高我国温室灌溉向智能化方向发展具有重要意义。     

基于STM32的水肥一体机智能控制系统优化研究

以水肥一体机智能控制系统为研究对象,对作物生长过程中所需的水分及肥料进行分析,利用工控机作为上位机、STM 32控制板作为下位机,搭建水肥一体机智能控制系统.系统可根据作物生长状态、灌溉面积及环境参数,结合作物生长需求进行灌溉量和肥量的分析计算,并根据肥料溶解特性进行灌溉施肥时间的分配转换,在STM 32控制板的输出指...     

基于作物蒸散量模型的新型滑盖温室智能灌溉系统设计

为了解决温室大棚的精准灌溉问题,设计一套基于修正后的Penman-Monteith方程计算作物灌溉量的智能灌溉系统。系统选用光照传感器、温湿度传感器,土壤水分传感器采集温室大棚环境参数,由数据采集器传送至上位机,利用灌溉模型计算出作物不同生长期的蒸散量,并将蒸散量换算成灌溉量,通过上位机发出灌溉命令,控制恒压变频控制器的运行和电磁阀的启闭。远程操作系统采用GPRS与基地控制系统连接,实现参数设置、实时数据显示和查询以及控制灌溉模式。试验结果表明,该系统能够实现精准灌溉自动控制,系统稳定可靠,操作方便,适用于温室大棚精准灌溉。     

基于VB+Accesss的田间自动灌溉管理系统设计

针对目前我国农业灌溉用水量大、水资源利用效率低的问题,基于VB+Accesss设计了田间自动灌溉管理系统。系统的总体软件设计分为下位机软件设计和上位机软件设计两部分,通过对下位机设计中断以及串口通信程序实现其与上位机的无线数据传输,上位机软件设计包括登录模块、新建删除用户模块、数据测控主界面模块、数据管理主界面模块及备份模块及恢复模块,实现了对田间灌溉的自动管理。设计的田间自动灌溉管理系统界面友好、性能优,为节水灌溉系统的设计提供了借鉴。     

基于PLC和总线网络的智能灌溉监控系统设计

本文基于PLC和总线网络技术设计了一种智能灌溉监控系统,该系统选用西门子S7-300系列PLC为主控单元,通过采用Modbus、Profibus和Profinet多协议、多级网络的数据集成方式与底层设备及上位机进行数据传输,从而既能够便捷的收集栽培现场中温度、湿度、pH、养分等环境条件的各项实时数据,来精准控制灌溉水量和次数。还能够通过上位机WinCC组态对生产进行远程监控。该系统运行稳定可靠、兼容性强,在一定程度上可以为农田灌溉系统智能化改造提供参考。     

基于51单片机的果蔬保鲜自动测控系统设计

针对目前我国传统保鲜技术采用加热消毒、添加防腐剂会破坏保鲜对象的营养成分且有副作用的问题,基于51单片机设计了果蔬保鲜自动测控系统。通过温度传感器DS18B20测量保鲜装置的温度,经下位机单片机系统采集,并通过串口通信将采集温度发送至上位机;上位机能够实时监测现场数据,并通过与设定的恒定温度进行比较,若达到降温要求则发送命令至下位机,启动压缩机降温。设计的测控系统成本低、性能优,为果蔬保鲜系统的设计提供了借鉴。     

基于混合WSN的智能灌溉远程SCADA系统

采用Citect组态软件、无线传感器网络（WSN）、和GPRS模块,开发设计了一套分布式精确灌溉的闭环远程SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）系统。该系统主要由上位机、灌溉监控器、WSN、GPRS无线通讯模块和灌溉阀门系组成。其中,无线传感器网络采用地上和地下的混合拓扑结构,灌溉控制器通过土壤水分含量调控区域面积内的灌水量;远程监控中心采用Citect组态软件实现数据、人机界面管理,并可以通过web发布来实现高层次的监控。测试和试验过程中,数据采样间隔设定为30min,选用4组WSN节点,分别测得深度为5cm和35cm处的土壤温度、含水量,测试结果与普通灌溉相比可节水约20％。该系统实现了灌溉的在线自动监控和作物的精量灌溉,创新性的建立了一种地上、地下混合结构的无线传感器网络模型,为进一步研究奠定了基础。     

基于GPRS的农田灌溉系统

农业灌溉用水所占比例较高,且浪费现象十分严重。本系统为基于无线数据传输的、应用于田间数据采集与传输的系统,能够实时感知、监测农作物、土壤及气象等信息。系统的下位机应用控制器自身A/D转换器采集农田土壤湿度的数据信息,利用基于TCP/IP协议的GPRS通信技术实现多节点数据通信,将各节点的土壤信息传递给上位机,用户可通过上位机观测到农作物的信息,并控制其出水电磁阀的开关,实现对农作物灌溉适时、适量的控制,达到节水灌溉的目的。     

基于PLC的光调控植物跟踪生长系统

利用植物生长过程中所需光环境三要素光照强度、光质、光周期的研究方法,为解决密闭农业生产系统的最优光照问题,设计了一种基于PLC的光调控植物跟踪生长系统,主要分为上位机和下位机。下位机的设计采用了PLC中的PWM脉宽调制方法,可智能化的对光环境三要素进行调控,在温度调控方面采用了模拟量输入模块。上位机采用了组态王kingview6.53软件可视化操作界面,既能在界面上选择相应植物光环境生产线,又可实时监控植物生长情况。实验结果表明:系统不仅可使光环境因素可控,而且大大降低了植物的"生产成本,为密闭农业生产系统的实际生产提供了有效解决措施。     

智能节水温室的设计与实现

介绍了一项自主研发的智能节水温室系统,主要论述上位机的设计开发。上位机通过RS232串口发送控制指令到下位机中,采集下位机控制的现场传感器数据,并通过串口将数据送到上位机。上位机可以设定土壤的温、湿度等墒情指标的阈值,下位机根据上位机预置阈值来控制卷帘、通风和水泵等设备的相应操作,实现了精准灌溉、节水、节能。     

拖拉机自动转向系统设计研究

在对自动转向系统研究方案进行详细论证的基础上,提出步进电机输出轴固定有摩擦装置,驱动拖拉机转向盘转向控制系统。该转向系统由上位机(笔记本电脑)、下位机(转向控制器)、步进电机、步进电机驱动器、角位移传感器、摩擦轮等装置组成。系统工作时,上位机调出预存的期望路径与定位传感器接收的当前位置信号进行比较,得到期望路径相对于当前位置的偏差信号,将偏差信号发送到下位机(转向控制器),通过控制算法计算得到步进电机转向和转速的控制信号从而执行转向,缩小偏差。     

基于工控机的日光温室灌溉自动控制系统的开发

针对日光温室微灌设备设计了一种基于工控机的灌溉自动控制系统。系统以工控机为核心，采用分布式远程模块完成数据的采集与控制信号的发送。系统底层的控制程序由VB开发，通过DDE与“组态王”开发的人机界面进行数据交换，控制算法采用专家决策系统。为此，对系统的硬件配置、上位机应用软件设计进行了较详细地讨论。     

基于WSN的智能温室大棚自动定点喷灌系统

针对传统温室大棚灌溉智能化和自动化水平低的问题,采用无线传感器网络WSN技术设计了智能温室大棚自动定点喷灌系统。系统主要由监控中心上位机、多个温湿度监测和电磁阀控制节点、密封储水罐压力监测节点、充压机和水泵控制节点组成。通过温湿度传感器获取土壤表层的温度和湿度数据,并经过ZigBee网络将该节点ID和数据打包实时发送至监控中心上位机,一旦监测到的湿度低于设置的阈值时,会控制对应该区域的电磁阀开启进行喷灌,同时控制充压机保持储水罐内的压力为恒定值。试验表明,该系统能准确获取土壤表面的温湿度数据,实现了整个温室大棚的定点喷灌和密闭储水罐的自动补水功能。     

基于80C51单片机的远程液位监控系统的设计

重点介绍了基于80C51单片机的远程液位监控系统的硬件和软件设计。此系统采用主从式结构,上位机采用MCGS组态软件实现监控软件,对液位信息进行实时监控;下位机以80C51单片机为核心,进行液位信息的采集和转换,并与上位机进行信息交互;上位机和下位机通过串口方式进行通信。