设施农业可调光质精确补光系统

针对环境温度、光质和光强对农作物光合作用的影响,提出结合实时环境检测、特定波段补光与定量决策的精确补光方法,设计了基于反馈控制机制的定量决策算法。以单片机为核心控制器件,设计了可调光质的精准补光系统,可根据温度及红蓝光目标光强与实时光强的差值精确计算补光量,通过PWM占空比调整LED输出光强。实验结果证明系统可实现按需补光;采用的LED光源较白炽灯节能54%,较荧光灯节能83%;在相同LED光源时,较常规LED补光系统的节能率在不同光质阈值和气候条件下具有一定波动,平均节能在30%以上。     

基于WSN的农业温室环境监控系统

设计了一种基于无线传感器网络的智能化温室环境监控系统,实现了对温室内多个采集节点的温度、湿度以及光照强度的远程监控,并且通过上位机的温室环境监控软件实现了数据的显示与处理。此外,为了更合理地调控温室环境,系统建立了各种环境预测模型,对未来一段时间内温室的环境数据值进行了预测,以避免异常的发生,极大地减小农作物的经济损失。该系统结构设计合理,有良好的可维护性和可扩展性,能够满足温室环境监控的应用需求。     

设施农业无线传感器网络系统设计与实现

结合无线传感器网络自身特点,针对设施农业的具体需求和特点,提出在温室大棚、节水灌溉等农业领域应用无线传感器网络的方案与思路,设计并实现了基于设施农业的无线传感器网络系统.文章介绍了设施农业传感器网络系统的整体设计,设计与实现了传感器节点硬件、网络支撑软件、信息决策技术、终端用户监控平台等功能,并通过在温室大棚中试验,验证了系统的有效性.系统的成功设计与实现,对于发展我国设施农业自动化、提高农业生产水平具有重要意义.     

基于无线传感器网络的农业自动化监控系统的设计与应用

我国是世界上的农业大国,随着科学技术的不断进步,我国农业生产水平也取得了突破性的发展,逐步形成了规模化和生态化的农业生产基地,实现大面积的机械化作业。为加强对农业生产的管理,必须构建高度精准和自动化的监控管理系统,将农业生产设施设备融入更高的科技含量逐步实现现代化和智能化。     

基于普适计算的设施农业智能控制系统

针对目前设施农业自动控制系统生产者被绑定在控制台的现状,设计了一种具有远程监控功能的设施农业智能控制系统,这是普适计算在设施农业中前瞻性的应用研究.该系统由GSM网络、无线传感器网络和信息存储系统组成.经过实验证明,该系统价格适中,使用简单,工作可靠,解放了农业生产者,在我国广大农村具有广泛的应用前景.     

设施农业专用二氧化碳监控系统的设计

以STC12C5A60S2单片机为核心设计的"二氧化碳监控系统"由采集、传输、显示处理和控制模块组成,利用TGS4161传感器采集CO2浓度数据,经NRF905无线传输模块将数据传给主机,再经串口传给上位机(PC机),PC机内装载"VB可视化监控平台",实现CO2浓度"阈值"设定、数据的实时显示、处理和报警;利用GSM模块,通过中文短信指令实现对CO2补偿装置的远程上位控制。     

基于WSN的水产养殖环境监测系统

将无线传感器网络(WSN)技术引入到环境监测系统的开发中,可有效解决水产养殖工作环境复杂、监测地点分散和布线成本高等问题。所介绍的监测系统以一套无线传感器网络节点来形成获取环境参数的自组织网络,利用一种基于GPRS的远程数据传输系统实现无线传感器网络与远程监控端的通信,并通过监测软件对数据进行接收、观测和存储。实验室和水产养殖基地的测试表明,系统运行稳定,数据真实可信,可对水产养殖环境进行有效监测。     

基于农业无线传感器网络技术下智慧农业系统的设计

随着大数据、物联网及传感器等信息技术的快速发展,农业生产正在向集约化、大型化和智慧化方向发展,智能化农业生产系统的构建是目前的研究重点与主要发展趋势。基于智能农业系统构建关键技术,对智能农业系统的组成和设计进行分析,实现田间农业生产环境技术参数的采集和传输。研究结果可以满足现代农业智能化发展要求,具有良好的应用发展前景和推广价值。     

基于WSN的观赏鱼养殖水质环境监测系统研究

提出了一种基于无线传感器网络（WSN）的观赏鱼养殖水质监测系统。该系统可以实时监测养殖水质环境参数,同时在水溶氧量不高的情况下可以开启增氧机进行增氧,保证观赏鱼养殖水质处于最佳状态。数据采集节点可以采集养殖水域的温度、pH值及水溶氧量等数据,并可通过900MHz协议无线通信方式上传至中继节点、USB网关节点、GPRS网关节点等。USB网关节点接到数据后通过USB接口上传至计算机;GPRS网关节点接收到数据后将数据上传至远程服务器,用户可以通过手机访问远程服务器查看水质数据;中继节点可以保证大范围数据采集链路的完整性和畅通性。在测试阶段,测试结果表明丢包率与发射功率呈反比关系,与传输距离呈正比关系。同时,高发射功率意味着高能量消耗,所以可根据不同的通信距离选择合适的发射功率,增加该网络的稳定性及低功耗特性;本系统各传感器误差均满足观赏鱼养殖水质监测参数误差要求,可对大范围观赏鱼养殖水域提供可靠地水质参数实时监测。     

一种适宜于农业监测和控制的WSN应用框架

随着微电子系统、无线通信、信号处理等技术的飞速发展,无线传感器网络(WSN)作为一个新的研究领域已经成为国内外关注的热点。针对农业生产中的不同问题,国内外已有众多学者提出了多种基于WSN的解决方案,提高了生产效率。WSN在农业应用中涉及多个环节,包括田间信息采集、数据传输、信息的管理和显示。然而,已有的研究大多只关注WSN解决方案的各环节本身,较少提及各个环节之间的数据流及实现方法。针对WSN在农业应用中较多涉及的信息监测和自动控制,提出了一种适宜于农业监测和控制的WSN应用框架(WSNFFA),为WSN在农业中的应用提供了一个合理优化的解决方案。框架不仅描述了各层内部的关键技术和方法,而且给出了各层之间数据流传输方法,并搭建了基于WSNFFA的平台用于实现对苹果园环境的监测。实际运行结果表明:系统总体运行稳定,能满足农业环境监测的要求。     

基于ZigBee的密闭式LED植物工厂监控系统

利用无线传感网络技术、LED控制技术以及WEB技术,设计并实现了基于Zig Bee的密闭式LED植物工厂监控系统。本系统由3部分组成,包括以工控机为上位机的监控中心、基于Zig Bee的数据传输网络、基于RS4 8 5总线的环境数据采集。上位机运行基于tomcat的服务器程序,周期性地发送控制和采集命令,存储和显示相关环境参数信息,并提供远程用户浏览器访问;Zig Bee无线网络提供数据的透明传输,通过设计Zig Bee应用层协议控制数据包的传输目的地址,确保数据传输的可靠性和准确性;环境数据采集部分通过RS485网络采集和控制环境参数,如CO2浓度、温湿度、LED光照强度等。本文实现的基于Zig Bee的密闭式LED植物工厂环境监控系统,提供了一种低成本、低能耗、高效率并简单实用的植物工厂环境监控的解决方案。     

基于LED的设施农业智能补光系统

光是植物生长过程中不可或缺的因素之一,人工补光可有效提高植物光合作用,促进农作物增产增收。现有LED补光系统在环境适宜性监测、光源控制和植物不同阶段需光量差异性考虑不足,造成红蓝光补光不足和补光过度并存。针对以上问题提出了一种设施农业智能补光系统,支持定义植物不同生长阶段的需光量,采用STC12C5A60S2单片机实时监测设施内环境温度和光强,并通过PWM信号控制红、蓝光LED补光灯亮度实现作物按需定量的智能补光。该系统已初步进行试用,证明该系统稳定可靠,可有效实现定量精确补光。     

基于物理时空多参数融合的节水灌溉管理WSN系统

节水灌溉是现代精准农业的必然要求,然而当前节水灌溉管理无线传感器网络(WSN)存在一定的滞后性,从而导致出现灌溉管理失调引起灌溉不足或过量等问题,为此。为此,提出了一种基于物理时空多参数融合节水灌溉管理WSN系统。该系统将与历史水量数据物理时空参量与当前湿度特征观测数据进行融合,从而自适应计算作物真实灌溉需水量。利用该算法进行WSN灌溉水量监测及管理实验,实验结果表明,时空数据融合后计算得到的作物真实需水量基本均低于传感器计算测出的当前需水量。利用该方法实施节水灌溉管理一年,发现作物单产与上年度基本持平,但平均节约水量较传统WSN管理模式提高约14%。     

基于WSN和嵌入式系统的收割机智能监测优化设计

为了降低收割机作业的故障率,提高收割机的实时智能化监测水平,提出了基于WSN和嵌入式系统的收割机智能监测优化方法,并据此设计了基于无线传感网络的嵌入式监控系统硬件架构和功能软件。根据收割机无线传感网络的特点,结合自适应加权平均算法,提出了一种多传感器采集数据的误差融合算法,有效地提高了收割机滚筒信息的监测精度,降低了WSN数据传输时延和离散性带来的误差。以收割机作业为基本条件,对嵌入式系统和WSN进行了可行性测试,测试结果表明:在发生滚筒阻塞时,收割机的滚筒和搅龙的转速突变的趋势是相同的,与现场查看阻塞情况时收割机的作业情况相符合,从而验证了WSN和嵌入式系统在收割机智能监测系统中应用的可行性。     

基于Android平台的家庭植物工厂智能监控系统

随着人们生活品质的提高,家庭植物工厂受到越来越多的关注。为此,设计了一种以LED光源模拟太阳光的人工光型密闭式家庭植物工厂。为了使该家庭植物工厂能够为作物提供适宜的生长环境,并且能够实现远程智能监控,设计并实现了一种基于Android平台的智能监控系统。该系统能够实时监测和显示种植空间的环境参数,可根据实际需要对种植空间的温度、二氧化碳浓度和LED灯亮度进行分时段的独立设置。该系统能够控制作物根部营养液的循环,可以通过WEB浏览器实现远程监控。系统运行情况表明,所设计的智能监控系统能够在以LED光源模拟太阳光的人工环境下,为作物提供满足要求的生长环境,并且通过对环境参数的合理设置,可以大大缩短作物的种植周期。     

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WSN和GSM的智能灌溉控制系统设计与实现

针对干旱区滴灌系统中智能灌溉和远程自动化的需求,基于无线传感器网络(WSN)和全球移动通信系统(GSM),设计并研发了一套可自动控制现场设备的智能灌溉控制系统。系统中的WSN将低功耗的现场控制单元和数据采集单元与节能型路由协议结合,延长了WSN农田信息采集的生命周期;基于GSM中的SMS(Short Messaging Service)技术,将需求命令下发到上位机控制平台;系统通过处理灌溉区的相关环境数据并进行分析,进行一定的自学习及再学习,可实现对现场设备自动控制。在新疆喀什市麦盖提县规模化节水灌溉增效示范基地的应用试验结果表明:该系统能适应恶劣的自然环境,操作简易,具有较好的鲁棒性,可进行广泛的推广应用。     

基于WSN和RFID的农产品冷链物流监控追踪系统

针对农产晶物流需要低温、快速、易监管、能追溯和成本低的特性,结合WSN和RFID技术优点,提出了一种基于WSN和RFID技术的农产品冷链物流监控追踪系统.为此,给出了农产品在冷藏运输过程中以及在冷库中的监控与管理方案;阐明了整个系统中数据的具体流向,并对关键部分进行了设计.结果表明,该系统不仅能够实现农产品所处环境以及农产品品质的实时监测,而且显著提高了冷库管理与配送的效率和准确性,具有广泛的应用前景.     

基于RFID和WSN的养殖场管理系统网络架构

将RFID和WSN技术相融合,并将其应用于开发大规模现代化养殖场管理系统中去。其中,RFID技术实现牲畜个体识别与追踪,WSN技术完成牲畜健康状况和养殖场环境状况的实时监测,为养殖场的自动化管理、环境污染、疫情防治和食品安全等问题提出了综合的解决办法。为此,深入分析了现有的RFID和WSN技术融合的几种类型以及养殖场管理系统的性能需求,对基于RFID和WSN技术的大规模养殖场管理系统的网络架构及需要开发的关键部分进行了设计。