智能蜂箱的设计与实现

目前,蜜蜂养殖过程中缺乏对蜂箱进行智能监测和控制的设备,无法快捷地获取蜂箱内部环境和蜂蜜产量信息。通过传统的开箱检测方式获取,不仅工作效率低而且会干扰蜜蜂正常的繁殖与产蜜活动。针对存在的这一问题,本文设计了一种基于单片机控制技术的智能蜂箱,以STC15W4K56S4单片机为核心。主要分为6个模块:单片机处理模块、时钟模块、温湿度传感器模块、电源模块、舵机驱动模块和显示模块。将温湿度传感器检测应用到蜂箱环境采集控制及蜜蜂生长监测系统,能够实现蜂群的智能养殖,降低蜂农的劳动强度,提高养蜂的管理水平。     

蜂群多特征长期监测系统设计与试验研究

目前，针对蜂群发生崩溃式消失的现象还缺乏有效的观测和分析手段。本研究在分析蜂群行为与检测特征的基础上，设计了一种基于物联网技术的蜂群多特征长期监测系统。该系统采用太阳能供电，融合了多种传感器，能够检测蜂群的多个特征（蜂箱内部的温度、湿度、蜂群重量、声音和蜜蜂的进出量），并利用无线数据同步传输技术将这些数据上传到远程云服务器中。基于该系统，本研究还进行了针对意大利蜜蜂从2018年秋季到2020年春季为期235天的长期连续监测试验，记录了蜂群在秋衰期、越冬期和春繁期蜂箱内部温度、湿度、蜂群重量、声音和进出量的逐小时的细致变化。试验结果表明，在此期间，蜂箱内的平均温度呈现从25℃下降到-5℃再回升至15℃的抛物线变化，相应的进出巢次数也由大约8万次/天减少至0次/天再增加至5万次/天。在越冬期中，蜂群的重量呈现出大约25 g/天的线性下降趋势，同时蜂箱内也更为安静，声音的频率集中于0~64 Hz。由此表明，在不干扰蜂群的情况下，该监测系统获得的特征数据能够有效地揭示蜂群的日常活动和趋势变化，可用来研究蜂群的行为生物学、探索崩溃式的蜂群消失成因以及发展精确化蜜蜂养殖业。     

基于ZigBee的寒地水稻温室大棚智能控制系统设计

针对我国北方寒地水稻育秧大棚的结构特点,设计并开发了一套基于ZigBee的智能控制系统,并构建了该系统的星型网络,用以实现将传感器采集到的数据进行无线传输的功能。系统进行数据采集的模块分别采用AT89S52单片机、数字式空气温湿度传感器DB420、数字式土壤温度传感器DS18B20和数字式土壤水分传感器SM2802M,用这些模块来监测空气中的温湿度、土壤温度以及土壤水分等,将监测到的数据通过JM12864F显示出来。这些采集模块还可以监测到大棚内的空气温湿度、土壤温度、土壤水分含量等实时信息,并对这些信息进行分析处理,将分析处理的结果发送到用户手中,达到远程监控的目的。     

基于激光雷达的农田环境点云采集系统设计

设计了基于激光雷达的农田环境点云采集系统,可实现农田环境点云与农机位置姿态的稳定、可靠采集;设计了多传感器数据的采集软件,可实现准确、一致的全局点云数据获取。系统以拖拉机为移动载体,由点云数据采集模块、车体位姿采集模块和数据融合模块组成。其中,点云数据采集模块可获取周边环境点云数据,并解决近距离盲区问题;车体位姿采集模块可实时获取农机位置和姿态信息;数据融合模块可接收并融合环境点云数据与车体位姿数据,进而获取位姿补偿后的点云数据。系统实现了各传感器数据的在线采集、时间同步与空间配准,以及数据的实时显示与存储。在农田环境下进行点云采集试验,结果表明,采集系统具有良好的户外工作稳定性,在线典型丢帧率不超过1%,离线典型丢帧率不超过0. 47%,能够满足农田点云数据采集的要求。为分析系统采集点云数据质量,将经过位姿补偿的点云与原始点云分别进行直通滤波地面点滤除,结果表明,位姿补偿后的点云经滤波后仅包含少量地面点云,可作为农机自主导航避障的可靠数据。     

作物需水信息远程实时采集系统的设计

作物需水信息的快速获取和实时传输是实现智能诊断和精量灌溉的前提。为此,设计了一种实时采集影响作物需水多环境参数的多通道数据采集系统。该系统以超低功耗单片机MSP430F149为核心处理模块、西门子MC39i为无线传输模块,以计算作物需水量的彭曼—蒙特斯公式中的主要气象要素(温度、湿度、日照时数、风速、辐射)和土壤湿度作为采集对象,根据各传感器输出信号设计了数据采集通道数量及类型。设计选用了系统的实时时钟电路、数据存储模块、LCD液晶显示以及控制键盘等电路,开发了系统各模块的控制软件,实现了通道选择、数据采集、数据处理、液晶显示及无线数据传输等功能。经电位器模拟输出电压测试,系统能实现数据采集和实时显示的功能,可以应用于灌溉决策系统中作物需水信息的实时监测。     

森林土壤温湿度嵌入式远程实时监测系统

针对森林土壤温湿度采集系统中的数据采集问题,以μC/OS-II操作系统为软件开发基础,设计了以S3C44B0X为核心的土壤温湿度数据远程实时监测系统.系统以土壤的温湿度和监测点的地理位置为监测对象,实时将温湿度和经纬度数据通过GPRS网络传送到远程的监测服务器.分析了系统各组成模块软硬件的功能与实现方法.     

基于NB-IoT的户外端子箱温湿度监测系统

为了解决变电站现场户外端子箱内部工况获取不及时、不便捷的缺点,设计了一套基于无线数据通信的温湿度监测系统.系统主要由安装于端子箱内的温湿度监测模块和远程后台2部分所组成,温湿度监测模块通过相关的传感器获取端子箱内的温湿度、凝露以及门禁的相关数据,通过网络将数据发送至远程监测后台.远程后台将获取的数据进行存储、显示以及提...     

基于LabVIEW的联合收割机远程作业数据采集系统

针对联合收割机工作状况远程监测需求,设计一种基于LabVIEW的远程作业数据采集系统。通过霍尔转速传感器和谷物损失量传感器分别对联合收割机主要工作部件转速(或频率)以及出草口处谷物损失量进行监测,同时通过车载GPS模块实时获取收割速度与位置,最后经GPRS模块将采集到的联合收割机工作数据传输到云端存储。运行数据表明,该系统可稳定远程监测联合收割机转速(或频率)以及损失量等。     

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。     

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。     

基于WSN的北美冬青鲜切枝冷链全过程监测系统

为了保证北美冬青鲜切枝冷链物流过程中的品质，提高冷链物流过程的可追溯性和透明度，以433MHz为发射频率，温湿度和气体环境为关键参数，设计了面向北美冬青鲜切枝冷链物流的无线实时监测系统。系统包括从传感器节点、主传感器节点和远程监测系统。从传感器节点集成了温湿度传感器、CO2传感器和乙烯传感器，主传感器节点用于建立和维护无线传感网络和汇集数据，远程监测系统用于远程实时监控。同时，对传感器节点的标定、准确性和功耗进行测试，并且将该系统应用于北美冬青冷链实地监测。结果表明，监测系统能够很好地应用于北美冬青存储和运输全过程，且能够稳定、准确地监测冷链环境温度、相对湿度、CO2和乙烯体积分数等关键参数的变化过程，有效反映了北美冬青鲜切枝的品质变化。     

大棚温湿度和光照度自动控制系统设计与实现

针对当前我国农业设施化的发展需求,设计了一种适用于农业温室大棚的监控系统。该系统以STC89C52单片机为核心,以DHT11温湿度传感器为温湿度采集单元,以AH2003为光照强弱采集单元,由温湿度检测、温湿度控制、照度检测、照度控制和上位机系统等组成,实现对棚内环境的监测、调节。测试表明棚内的温度、湿度、光照强度和光照时间均符合植物最佳生长条件。      

基于蓝牙技术的温室环境监测系统设计

分析了传统温室信息采集系统的结构和特点,针对其难以安装、维护和调整的缺点,基于无线技术无需布线等方面的优势,选择蓝牙（bluetooth）技术设计了无线温室环境信息采集系统的软硬件.系统硬件由无线传感器、采集模块和监控中心组成,完成信息采集,构成信息传输通道;系统软件主要完成蓝牙协议、单片机设置和控制、采集模块和监控中心通信等功能.利用蓝牙技术可以解决传统温室现场布线繁琐等问题,成为无线技术很好的应用方向.     

基于STM32处理器的大棚温湿度监控系统设计

介绍一种基于STM32的温湿度监控系统设计方案。以基于Cortex－M3内核的STM32F103系列微处理器为核心,采用防护型温湿度数字传感器进行温湿度采集,在多组四位数码管上实时显示温度和湿度;通过Zigbee无线模块进行实时数据互通及参数设置,微处理器完成相关计算后,对放风、喷淋等设备发出指令。     

节水灌溉监控系统设计——基于WSN和模糊控制策略

针对农田灌区范围广、数据量大和实时传输难的特点,设计了一种基于无线传感器网络的农田自动节水灌溉系统;综合运用无线传感器智能信息处理技术和无线数据通信技术,全面提升系统的自动化与监测水平。该系统采用星型拓扑结构组网,通过在监测区域部署ZigBee网络节点,将监测数据汇集到嵌入式测控系统,实现统一的数据管理和网络路由监测功能;以微处理器芯片为核心控制器件,由无线传感器网络节点实时采集和处理土壤温湿度数据,并将其发送到接收端,在接收端对数据进行存储和显示,实时监测土壤温湿变化,实现节水灌溉的自动化控制及水资源的高效利用。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,使用灵活,适用于不便直接连线的一般监测场合应用。     

基于移动互联网技术的农田生态环境远程监测系统研究

为了对农田生态环境的污染情况进行监测,并能够实现实时、准确的获取信息,提出了基于移动互联网技术的生态环境的远程信息采集系统,并最终得到了实现。开发了以ARM9系列的S3C2440处理器、GPRS模块和传感器等组成数据采集系统,实现了对农田生态环境信息的无线网络监测和信息的实时采集。同时,通过GPRS模块构建网络实现了嵌入式系统与移动互联网的信息传递,完成了农田生态环境远程监测。系统可将结果在客户端的上位机软件显示,有效地解决了传统监测系统存在的传输距离受限及数据无法实时性等问题。     

基于VB的温室温湿度实时监测上位机系统设计

研究并设计了一种基于VB的温室温湿度实时监测上位机系统。该系统能实现对现场采集的温湿度数据进行实时监测，并针对不同的作物，当环境温湿度参数越限时，启动声音报警，以便管理员介入进行自动或手动调控。提供温室作物最佳的温湿度生长环境，提高温室的自动化程度和生产效率。该系统应用软件工程的设计思想，以Microsoft Visual Basic 6.0为开发环境，Microsoft Access为后台数据库，采用模块化的设计方法，利用面向对象、数据库等技术完成系统数据的实时显示、信息和数据的存储、历史数据查询、统计分析、打印和异常报警等功能，实现了上位机系统的监测任务。介绍了系统的总体设计和各功能模块的设计，说明了该系统的主要功能，并给出了系统的运行界面和部分代码，在系统和数据库安全方面也采取了一定措施。      

基于ZigBee技术与BP神经网络的棉田自动灌溉控制系统设计

针对新疆水资源紧缺、农业用水量大的一系列问题,基于ZigBee技术设计一种能够实现棉田自动灌溉系统,该系统进行了无线传感器网络节点设计,组建了模块化的设计方案包括信息采集模块、控制模块和通讯模块,通过采集模块采集到的模拟电压信号通过A/D转换成数字信号以便单片机进行处理。通过GPRS通讯模块将信息发送到由组态软件Labview设计人机交互界面,可以监控滴灌现场情况做出自动和手动调整。建立BP神经网络的监测预警模型,并利用这种计算量小的方法来实现稳定监测并达到预警稳定的效果。该系统运行稳定,能够实现数据采集,适用于棉田灌溉的实时监控。