基于物联网的温室智能监控系统设计

根据现代温室监控与管理需求,基于物联网技术框架,设计并实现了一种基于物联网的温室智能监控系统。系统由现场监控子系统、远程监控子系统和数据库3部分组成。采用基于分布式CAN总线的硬件系统实现环境数据的实时采集与设备控制,将分布图法应用于采集系统离异数据的在线检测。为了提高远程监控子系统的响应速度与交互性,采用了基于异步Java Script和XML技术(Ajax)的Web数据交互方式。结合温室环境调控的特点,将基于混杂自动机模型的温室温度系统智能控制算法应用于实际系统,实现了温室环境的自动调控。为保证设备控制的安全性,采用轮询法实现了现场监控子系统和远程监控子系统中设备状态的同步,并将基于Zernike矩的图像识别技术应用于双向型设备的状态检测,实现设备的自动校准。试验表明系统数据传输稳定,环境调控可靠,满足现代温室智能监控的需求。     

基于物联网的畜禽舍环境远程监控和评判系统研究

畜禽舍环境对家畜的生长、发育和繁殖有重要影响,为准确评价猪舍环境状况,降低畜禽养殖风险,研究一种基于物联网的猪舍环境远程监控和评价系统,实现对猪舍内多环境因子的远程采集与控制、数据存储、数据分析等功能。通过分析母猪对猪舍环境适宜度的要求,选取温度、相对相对湿度、氨气、二氧化碳和硫化氢作为评判指标,建立猪舍环境适宜度评判指标体系,采用岭形分布的隶属度函数计算评价矩阵,运用改进的层次分析法确定评价因素的权重集,以江苏某生猪养殖场采集的24组数据为例,通过模糊综合评判得到母猪舍环境适宜度等级,评判结果为Ⅲ级(适宜)和Ⅱ级(中等),分别占样本数量的75%和25%。模糊综合评判方法能够全面合理反映猪舍环境真实状况,评判结果可为猪舍环境精准调控提供决策支持。     

基于物联网技术的智慧农业大棚设计与应用

利用无线传感器网络、无线Mesh宽带网络和视频实时监控等物联网相关核心技术,对农业大棚内大气和土壤环境进行全面实时监测,实时反馈控制和告警,对大棚内农作物生长状态、大棚安全的视频监视,完成大棚农作物种植的科学化。经过对单个大棚的具体实施,表明智慧农业大棚符合实际应用的需要,使用效果良好。通过物联网技术对大棚农作物生产方式的改进,提升大棚种植的信息化水平,本系统具有较好的扩展性,具备对大范围大棚群种植管理的优势。     

基于无线传感器网络的中央监控系统的设计

设计了一种无线传感器网络中央监测系统。以承载ZigBee技术的CC2430芯片为无线节点的检测与信息处理核心,结合温度、湿度传感器模块,构成无线传感器网络终端检测节点,对现场环境实时检测,并通过路由节点将数据上传;路由节点模块设计,采用无线或RS—485标准的方式与中心节点进行信息通讯,现场循环检测数据能实时传送给中央监控计算机,实现深入现场内部的多点检测和实时监测。在草莓大棚的应用表明,系统可以满足大棚信息采集需求。     

面向叶类蔬菜病害识别的温室监控视频采集系统

为满足温室叶类蔬菜病害准确识别的视频数据需求,结合温室叶类蔬菜病害发生的特点,采用物联网技术,基于传感器感知的环境信息与摄像机监控视频信息,构建了一种面向叶类蔬菜病害识别的温室监控视频采集系统。该系统将案例检索与模糊推理方法相结合,设计温室监控视频获取方法,将传感器实时采集的数据与知识库中的病害产生环境条件相匹配,以匹配结果作为视频采集的依据,实现了监控视频的智能采集;并利用模糊推理方法,弥补案例检索结果不够全面的问题,确保了数据的准确获取。同时,该系统还提供了实时数据显示、实时视频监控等功能。系统应用结果表明,该系统能够满足温室叶类蔬菜病害识别的视频数据需求。     

基于物联网技术的无线电能抄表系统

针对传统的人工抄表效率低、劳动强度大等现状,设计了基于物联网技术下的无线抄表系统,系统以CC2530和电能计量芯片ATT7022为核心构建,可以实现电网中电量实时采集和控制,并可以实现电压、电流和费率的计算;结合GPRS技术实现检测数据上位机远程实时监控。     

蜂群箱体关键参数在线监测系统与性能测试

随着信息技术的发展，利用大数据分析、物联网监控、传感器感知、无线通信等技术构建一种蜂箱蜂群实时在线监测系统，是减少因开箱检查造成蜂群应激反应的可行解决方案。本研究针对蜂箱封闭环境进行实时监测困难的现状，利用STM32F103VBT6 32位微控制器，同时融合了温湿度传感器、微麦克风以及激光对射传感器，开发了一套低功耗、可连续工作的蜂群箱体关键参数在线监测系统，实现了养蜂生产过程中多参数信息获取以及蜂箱内蜂群的环境参数和生活状态的实时在线监测。系统主要包括核心处理模块、数据采集模块、数据发送模块以及数据库服务器等。数据采集模块包括蜂箱内部温湿度采集单元、蜂群声音采集单元、蜜蜂进出巢数量计数单元等，通过接入移动通信网络进行数据传输。系统现场部署性能测试结果表明，研制的系统能够实时监测蜂箱内温湿度，有效区别进出蜂箱的蜜蜂并记录进出巢门的蜜蜂数量，且自动获取的蜂群声音与标准的蜂群声音分布相吻合。本系统符合设计要求，采集参数准确可靠，可以作为蜂群相关研究的数据采集方法。     

基于ARM与ZigBee的温室环境无线监控系统设计

针对农作物生长有线监控系统的局限性,采用ATM板作为下位机对农作物生长环境进行监控,利用PID闭环控制系统反馈调节机制对ZigBee无线网络监控模型进行了改进,提高了系统反应的灵敏度,设计了一个新的ZigBee无线传感器网络。该无线传感器网络利用可视化显示技术,可以对农作物生长过程中土壤的温度和湿度进行实时在线监测。系统选用三轴数字加速度传感器ADXL345作为环境监测的传感器,采用IIC方式和ZigBee无线网络节点进行互联,利用数据选择性输出,节省了数据传输成本,降低了数据冗余量,从而节省比较多的传感器网络能量,为现代农业技术研究提供了技术参考。     

基于故障树分析的增氧机控制系统可靠性动态风险评价

为对水产养殖池塘的溶解氧进行有效监控,提出基于故障树分析的增氧机控制系统可靠性动态风险评价法。利用故障树分析法(FTA)确定增氧机控制系统在不同时空条件下影响溶解氧给定、系统通信、溶解氧检测和溶解氧控制等可靠性的主要风险因素,实时构建可靠性风险评价指标体系。建立权重跟随指标值动态变化的变权赋值模型,应用相对差异函数确定评价指标的隶属度,通过对增氧机控制系统可靠性动态风险进行综合评定和等级特征值计算,确定增氧机控制系统当前可靠性状态。以镇江市某个池塘增氧机控制系统可靠性为例进行动态风险综合评价,得出该系统当前可靠性风险等级为中等,该评价结果能够提供提高增氧机控制系统可靠性的科学依据。     

基于物联网技术的特色设施作物信息化管理技术与装备研究

<正>物联网在设施农业中的应用,是对农作物生长环境进行监测和改造,是在田地里铺设各种传感器,安装自动化设备,搭建传感器网络,建立监控中心,从而构建农作物生长决策系统、监测系统。利用各种传感器对空气温湿度、光照强度、土壤温湿度、日照数等数据进行实时采集,以获得农作物生长的当前环境条件。决策系统通过传感器网络获取数据后,再根据农作物在每个阶段的生长要求,对这些数据参数进行分析,通过分析种植环境因素对农作物长     

猕猴桃土壤墒情智能控制系统的设计

为提高猕猴桃种植生产效率,降低水肥资源浪费和提高光照利用率,设计了一种同时实现智能精准节水灌溉、光照自动补偿的实时监控系统。该系统以STC单片机为主控制器,搭建相应的外围电路,采用485型土壤温度、湿度、pH值及盐分四合一传感器实时检测土壤墒情,采用光电传感器实时监测环境光照强度,通过ESP8266物联网模块将土壤墒情和光照强度信号传输到手机远程控制APP(blinker APP),实现远程自动灌溉控制和智能光照补偿功能。为实现对猕猴桃生长的实时监控,系统搭载了视频监控功能。测试表明,该系统能实现自动光照补偿和自动灌溉等功能,控制性能较好,设备简单,价格低廉,具有一定的推广价值。     

基于物联网草莓生长环境远程监控系统的设计

采用ZigBee无线网络、传感测量技术、C#编写上位机软件及SQL数据库和C#asp.net,设计了一个基于物联网草莓生长环境的远程监控系统。该系统实现了用户通过PC或手持设备远程登录监控系统网站,对环境参数的实时数据和历史记录进行查看,并且对草莓温室内设施进行远程控制。     

大数据统筹在优化番茄种植中的应用

为了实现番茄的稳产高产,建立了番茄温室环境因素监控系统,并将大数据统筹技术应用于优化番茄种植环境因素;建立了温度、湿度和光照强度传感器网络系统,采用WSN技术实现采集数据传输。测试WSN常用频率和节点距离对于信号RSSI强度和丢包率的影响,结果表明:频率780MHz、节点距离为80m时,为最优分布状态。采用大数据统筹分析的方法,对环境因素进行分析:①采用多元拟合的方法,建立不同生长时期环境因素和干物质累积量模型,F检验表明模型可靠性较高;②计算累积贡献率,确定不同生长时期,各环境因素重要性;③采用单因素分析法,分析花坐果期和结果期各环境因素对于番茄干物质累积的影响。分析表明:开花坐果期相对湿度保持在水平编码0状态,在保持充足温度的情况下,增加光合辐射量可以提高番茄干物质累积量;结果期温度、湿度和光合有效辐射量保持在较高水平,有利于番茄干物质累积。     

基于农业物联网的智能温室系统架构与实现

农业物联网能实现农业管理的数字化、网络化和精准化,基于农业物联网的温室监控系统可实现温室环境的远程监测和智能控制。通过分析温室监控的特殊需求并参考物联网的标准架构,提出了智能温室物联网的架构方案。根据该架构方案设计了完整的温室监控物联网:感知控制层基于Zig Bee和RS485传感器网络及计算机控制模块,并针对可靠性、可扩展性和低功耗进行了优化设计;网络传输层支持多种数据传输方式和数据同步机制,建立了系统层间数据枢纽;应用层包含数据中心、WEB服务器和智能控制策略系统,提供了基于Hadoop和My SQL的海量温室历史数据的云存储解决方案、高可用免维护的云服务器和基于大数据和机器学习的控制策略;终端接入层采用WEB前端技术和React Native为系统提供了可视化界面。该智能温室物联网系统在连栋塑料温室实验基地的长期工作表明:系统运行稳定可靠,能有效提高温室生产的科学管理水平。     

基于家庭物联网Android平台的智能植物生长柜监控系统设计

近年来,人们对蔬菜安全、卫生、绿色的需求越来越高,智能植物生长柜作为解决途径有着很高的应用性。为实现对生长柜传感器节点的信息远程采集和数据显示,同时实现对多控制节点的远程控制,本文研发一款基于家庭物联网Android平台的植物生长柜监控系统,系统不受时间地域限制,用户可以在任何具备网络覆盖的地方从手机上浏览并获取数据,系统支持多手机用户客户端可以共享一台服务器。系统采用STM32作为底层控制芯片,采用HLK RM04串口转无线模块与手机wifi通信,采用Android SDK+JAVA JDK7+Eclipse6.0编写手机端软件控制程序,并设计实验实时获取生长柜的参数信息,同时对湿度和光照强度进行控制,实现对植物生长箱的实时监测和控制。     

高压电缆载波防盗装置系统

在物联网技术普及应用下，将物联网、边缘计算技术等引入电缆监测中，可使防盗问题得到良好解决。文章对电缆防盗系统的构成进行分析，并阐述系统的主要功能、数据传输与单元实现等内容。力求通过本研究使电力电缆得到实时准确监控，有效防止盗窃事件，避免安全事故发生，保障人们的生命财产安全。     

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Web的水产养殖环境监控物联网系统

讨论了通过对网际组态软件Web Access的应用,实现对水产养殖环境实时监控物联网系统的开发。该系统由传感器采集网络、中央服务器与Web Access监控节点网络、养殖户和远程专家组成。通过传感器节点采集水质参数信息,并将采集到的信息通过GPRS发送到中央服务器,利用Web Access实现人机交互,养殖户就可以通过互联网实时查看水质的相关参数与控制设备的实时状态。而养殖户所遇到的养殖问题也可以通过Web浏览器来访问远程专家得以解决。      

面向温室大棚的自清洁式土壤参数监测仪研制

温室大棚土壤环境参数影响作物正常生长，需长期对其进行监测。针对现有固定式温室大棚土壤参数监测仪中传感器末端普遍长期埋于土壤中，导致传感器使用寿命缩短的问题，引入一种基于Arduino的土壤参数监测仪。该仪器可实现对土壤参数的定时检测，为植物生长所需土壤营养成分的配比和定时灌溉提供实时精准参考数据。在数据采集完成后实现对监测仪传感器探针部位的自动清洁和维护，减缓了传感器因长时间接触土壤造成的电化学腐蚀生锈，提高了传感器使用寿命。该监测仪为实现智能化温室环境动态监控物联网系统的开发奠定了一定基础。      

温室环境物联网监测系统的设计

农业生产环境的物联网技术推动农业生产的发展。本文设计一种温室环境实时监测系统,该系统利用物联网技术,经传感器采集环境信息,微控制器进行控制并与网络连接,再由Android智能手机Yeelink平台读取的数据,监测温室环境的温度、湿度及光照度。最后,对系统进行测试,有效监测温室环境的温湿度及光照度,为温室作物生长的环境参数提供参考。