低功耗远程墒情自动监测站设计

为了快速获取土壤墒情,满足农田土壤信息监测的需要,设计了一种以太阳能供电的低功耗远程墒情监测系统。系统终端以C8051F040单片机和SIM900A模块为基础进行设计,采集4层深度土壤温度、4层深度土壤湿度以及多种气象信息,利用GPRS网络和短信方式进行墒情数据的自动监测和无线传输。该系统结构简单、使用方便、功耗低,经计算在无光照条件下能够工作14d,实现了农田墒情的低功耗远程实时监测,为农业生产和气象预测提供一定的数据基础。     

基于WSN的大区域农田土壤远程监测系统设计

为满足现代农业对大区域农田土壤的监测需要,设计了一套基于Zig Bee和WCDMA技术的远程监测系统。该系统利用CC2530核心芯片组建农田内节点间Zig Bee网络,使用DTU通过WCDMA的3G上网方式进行远程数据传输,采用太阳能供电。该设计利用Lab VIEW开发上位机软件并进行Web发布,可对大区域农田土壤温度、湿度、p H值和电导率远程实时监测和多终端可视化显示。实验结果表明:该系统在划定的40 000m2试验田内,运行稳定,界面友好,使用方便,满足现代农业监测要求。     

基于无线传感器网络的土壤含水率监测系统设计

针对农业生产过程中信息监测点相对分散和数据有线传输方式的局限性,设计和开发了一种基于无线传感器网络的农田土壤含水率监测系统,系统由3个土壤含水率监测终端节点、1个路由节点和1个网关节点组成。传感器采用蓄电池供电,终端节点和路由节点采用干电池供电,各节点间通信遵循Zigbee通信协议。同时,开发了数据采集、无线通信等程序,能够以任意时间间隔采集监测点土壤含水率数据,实现数据的处理、传输和存储等功能。实验结果表明,系统能实现数据的稳定传输,适合农田土壤含水率实时监测。     

软件安全技术在大面积农业监测系统中的应用

基于软件安全加密技术，设计了一种用于大面积种植过程中的农田信息监测系统，并采用传感器技术进行相关环境参数采集，经无线通信协议进行信息数据传输。试验验证结果表明：农业信息监测系统运行过程稳定，能够精确进行农田环境参数的采集和信息反馈，为农田种植过程相关设备的远程控制奠定了基础。     

农情监测多旋翼无人机系统开发及性能评估

现代农业要求农业生产者实时、准确、全面地了解农作物的生长环境和生长状态。与传统的人工田间调查方式相比,无人机是一种高效的农田信息获取平台。本研究将自主研发的八旋翼无人机与农田信息采集设备进行整合,形成了一套用于农情监测的无人机系统,实现了无人机按照预设航线自动巡航并采集农田遥感图像、地理位置信息以及环境照度信息。经测试,在飞行中,图像采集设备能够稳定维持垂直对地的姿态并进行拍摄,采集的数据能够拼接成完整的农田正射影遥感图像。测试结果表明研发的无人机系统能够满足低空农情监测作业要求。与商业化产品相比,该系统避免了因任务设备与飞机独立工作而导致重拍、漏拍的情况,实现了无人机与任务设备高效协同作业。     

基于GPRS的农田气象信息监测系统

针对目前精细农业中农田气象信息监测领域存在的问题,为了准确及时获得农田气象信息,提出了基于GPRS的农田气象信息监测系统。系统由采集终端、GPRS通信模块及客户端3部分组成,采集终端以MSP430单片机为核心,主要完成气象参数的采集和处理;GPRS通信模块选用WG-8010 GPRS DTU来搭建GPRS通信平台;客户端采用VB语言编写,主要实现对气象信息的接收显示与管理。实验表明,该系统成本低、功耗小,具有良好的稳定性,且操作方便,可以满足农田气象信息远程监控的实际需求。     

作物需水量在农业灌溉中的应用研究

农业灌溉用水是粮食生产安全的重要保障,合理的灌溉用水规划是水资源高效利用的重要保障。不同类型农作物在整个生长周期对水的实际需求是一个动态变化过程,传统大水漫灌会造成水资源的严重浪费,同时在灌溉过程中作物缺水或用水过量都不利于作物生长。为提高水资源利用效率,在灌溉过程准确估算作物实际用水需求,根据未来农业智能化发展和节水灌溉需求,结合项目实际及农业智能化灌溉理论研究发展现状,以作物实际需水量研究为基础,按作物类型建立全生长周期需水基础数据库及实际需水量决策模型实施按需灌溉。在灌溉区域布置传感器及微型气象监测系统,传感器网络节点监测和采集农田土壤参数,微型气象监测系统监测周边环境温度、湿度、风速及辐射等数据,通过LoRa无线通信将数据传输至数据处理终端,数据处理终端利用农作物实际需水量灌溉决策模型,综合考虑蒸腾、土壤蒸发、作物需水量等因素,分析计算得出作物实际需水量,生成灌溉时间、灌溉水量等指令,通过智能灌溉控制系统实现对作物的及时性、精准性灌溉,实现智能化、高效率、可持续的农业用水管理。     

基于Android的农田环境监控APP设计

为适应现代农业高效、节能的发展需要，设计了一款基于Android的农田环境监控系统，实施农田作物生长环境的实时监测和远程调控。借助于田间传感器实时采集到的田间信息，通过无线wifi传输到云端；手机APP访问云端数据，用户借助手机APP对农田环境实施远程、智能化调控。测试结果表明，系统数据传输准确率为100%，功能运行可靠，系统具有较好的实用性。      

基于LoRa物联网的配电台区即插即用智能采集终端的研制

针对配电台区因移动无线通信信号不稳定导致的低压采集终端冻结数据不稳定的情况,研制了基于LoRa(long range)物联网的配电台区即插即用智能采集终端,将功耗低、传输距离远、传输速率高的LoRa技术应用于智能采集终端的设计中,将低压出线开关的电压、电流采集处理之后,发送给智能配变终端（智能融合终端）。该终端在供电所进行了应用测试,其最终平均采集成功率为96.4%,能够保证低压电网供电质量,提高供电可靠性。     

农田生产监测防控指挥调度系统设计

信息农业就是将信息技术与农业科技有机结合起来的新型农业,是传统农业向现代农业转变的重要途径之一。为此,通过利用GSM和传感器技术构建了农田生产监测防控指挥调度系统,从而实现了农田的监测防控和指挥调度。该系统主要包括软件部分和硬件部分两大部分,硬件部分由GSM模块和单片机模块组成,软件部分由按键处理、数据处理、短信发送3大部分组成。经过短消息发送和查询测试表明,该系统可以稳定地运行,并满足设计要求。     

基于LoRa技术的农田智能灌溉系统设计

为使农作物在适宜含水率条件下生长,实现农田的精准灌溉,设计一种基于LoRa通信技术的农田智能灌溉系统。该系统主要包括作物信息采集单元、LoRa无线通信单元、智能决策单元和灌溉输出模块。系统采用MSP430处理器与WH-101-L型LoRa模块实现低功耗、网络化终端节点设计,通过集中器网关将农田作物信息传输到云服务器,并构建云管理决策软件。系统应用试验测试数据结果表明,采用同步唤醒技术的无线作物感知网络,数据传输稳定,平均丢包率为0.3%,并具备较强的扩展性;通过智能决策单元依据实时作物信息和数据库计算出灌溉量和灌溉时间,远程控制灌溉输出模块,精确控制作物在不同生长期的土壤含水率,在蓝莓试验田和玉米试验田试验测试得到含水率均方差分别为1.80和4.83,均比传统灌溉方式低。     

基于Arduino和VI的农田信息无线采集系统设计

现代化农业生产过程中,需要对农作物的各种生长环境信息进行采集,以便为农业决策服务。为此,设计了一种基于Arduino控制板和VI的农田信息无线采集系统。系统使用Arduino控制板作为采集控制端,结合各种环境信息采集模块及无线数据收发模块等组成整套系统,实现了对气温、土壤温湿度、光照、墒情及降水等农田特征信息的采集、显示、存储及监测报警等功能。该系统适用于现代精细化农业生产过程中进行田间信息的快速采集等场合。     

基于远程监控的农业气象自动采集系统设计

针对传统农业气象观测和当前传感器技术系统、方法存在的不足,设计了一套基于远程监控的农业气象自动采集系统,其硬件设备由农田小气候信息采集前端、视频图像信息采集前端、数据采集装置、数据传输装置和供电设备组成。该系统实现了农田小气候和视频图像信息参数采集与传输的高度集成,自动采集降水量、气温、空气湿度、风速、风向、光合有效辐射、土壤温度、土壤湿度和农作物视频图像信息,并通过远程客户端软件实现各要素信息的实时动态显示和远程监控。通过在郑州市、鹤壁市、温江市和荆州市开展的采集试验和系统试运行表明,系统显示出较好的稳定性,农田小气候和视频图像要素数据的采集、传输、动态实时显示与远程监控等各项功能均可满足各级用户需求。     

基于小型智能无人机低空遥感技术的农田信息采集的研究

随着现代农业的发展,精准掌握农田信息越来越重要。目前,传统的地面农田信息监测设备不能准确快速获取农田的空间信息、农田区域边界的划分以及农作物的生长状态等,部分采用遥感技术的无人机虽然可以获取农作物的倒伏状态,但是经常会出现数据判断错误的情况,导致将本来生长正常的农作物判断成伏地农作物。基于此,研究小组采用智能无人机低空遥感技术作为农田信息采集的核心,分析了智能无人机在农田中对农作物信息采集的简便性和快捷性,介绍了智能无人机在农田工作的操作步骤以及与相机数据采集通信的处理。研究结果表明:无人机遥感技术在农田面积检测和面积划分方面具有超高的精度,为农业科学化生产奠定了坚实的基础,推动我国更精细化、更智能化的现代农业的发展。     

便携式土地墒情监测系统设计

土地墒情对于农作物的出苗和生长有着十分重要的影响,关系到农田的抗旱和施肥,对最终实现高产、高效、优质农业具有重要意义。墒情监测是农业生产中不可或缺的基础性工作,是农情动态监测的重要内容之一。本文基于GPS/GSM设计了一种以C8051F340为核心控制器,以蓄电池为主,太阳能充电为辅的供电方式的便携式土地墒情监测系统。可随时随地检测土壤墒情并实时显示,并利用GPRS实现监测系统和中心服务器的数据传输。     

面向农业移动管理的信息获取技术

基于移动终端、嵌入式GIS和无线通讯等技术,设计了面向田间交互管理的农业移动管理系统技术框架,研究了农田信息无线采集与传输、基于位置的图像获取、GPS虚拟差分数据获取和无线数据传输等技术,开发了农业移动管理系统原型.移动终端具有GPS定位与导航、GPS照相、照片编辑与查看、专题图制作、属性信息查询、农田网格划分等功能.初步应用试验表明,该原型系统可应用于农田移动管理.     

低功耗农业大棚温湿度测量仪设计

根据农业大棚温湿度控制的实际需要,设计了基于MSP430F427的低功耗温湿度测量仪。MSP430 F427连接温湿度传感器SHT10,对农业大棚内的温湿度进行采集,将测量的结果在液晶屏上实时显示,并将数据进行存储。测量仪采用锂电池供电,结合MSP430F427的低功耗睡眠模式与传感器SHT10的定时断电,单节锂电池充满电后能使测量仪连续稳定地工作6个月以上,并且系统可扩展太阳能充电功能。同时,给出了设计的结构框图,详细描述了温湿度采集电路、USB接口通讯电路、段式液晶显示电路和锂电池供电电路等硬件电路设计,最后给出了系统软件程序流程图。试验证明,该温湿度测量仪能够准确地采集到农业大棚内的温湿度数据,为合理安排农业生产提供了充分的依据。     

农业气象灾害远程智能预警系统设计

为了提高对偏远山区局部气象的远程监测能力,降低山区气象灾害对农作物生长的不利影响,提出了一种气象远程监测预警系统设计方案。该方案对前端采集终端结构进行优化,利用微电子检测技术和4G无线通信网络,实现对气象数据和图像数据的同步采集与远程传输,并利用远程服务器对多个采集终端数据进行整合,利用智能识别算法对数据进行分析,输出气象监测和预警结果。该优化设计方案结构简单、搭建成本低,试验结果表明,其数据传输稳定,能够满足农业气象数据的传输速率要求。     

基于LoRa技术的智慧农业监控系统研究

近年来,我国农业生产逐步由传统农业向智慧农业方向发展。智慧农业在实现农业生产信息化、智能化、自动化等方面发挥着关键作用。针对当前智慧农业系统中存在的问题,文章基于新兴的LoRa无线通信技术,构建一个新颖的智慧农业监控系统,实现远距离、低功耗、智能化、多维度、多尺度的农作物信息实时监测。该系统能够显著降低维护成本、提高经济效益。     

面向精准灌溉的无线农田温湿度检测系统

从精准灌溉的需求出发,针对农田种植区域广、数据采集量大、信息实时传输难的特点,设计了基于nRF24L01无线传感器网络与GPRS相结合的农田信息采集系统,一方面解决了无线传感网络远程数据传输问题,另一方面解决了GPRS在特定区域内有较多检测点时,成本过高等问题。通过试验表明,该系统能够在实际生产过程中减少人力操作和人工测量的误差,降低农业生产的成本,并可以实现农田信息自动精确的实时采集。