基于云计算平台的农田土壤墒情信息系统设计

土壤墒情是精细农业发展的关键,传统的土壤墒情监测手段落后,仅仅依靠手持设备进行人工采集,需要耗费大量的人力物力,且墒情信息获取缺乏实时性和全面性,对农田灌溉工作和农作物的生长造成了较大的影响。为此,引入了云计算技术,构建了基于云计算平台的农田土壤墒情信息系统,通过对土壤墒情信息系统的功能需求分析,完成了信息系统总体架构的设计,并对土壤墒情信息处理流程进行了优化分析。研究结果表明:基于云计算平台的农田土壤墒情信息系统能够保证墒情信息获取的实时性、有效性,同时墒情信息采集全面,数据共享及时,对实现精细农业具有主要意义。     

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。     

基于嵌入式LINUX的远程土壤信息采集系统设计

针对大范围分散的农田信息采集中采集系统通讯成本已大大高于测控部分的成本和通讯已成为制约农田数据采集发展和应用的问题,提出了一种基于嵌入式LINUX操作系统下用TC35I无线通信模块实现远程土壤信息采集系统的设计方案,详细阐述了系统的硬件组成、土壤信息数据采集及传输的通信原理和嵌入式系统Web的构建.实验结果表明,系统能够及时接受远程数据并将数据发送和显示,通过网络实现了对远程采集终端的控制,达到了系统的设计要求.     

基于GPRS的土壤信息采集系统

基于GPRS无线传输技术,针对土壤信息采集系统,通过基于51单片机的无线传输系统的优化设计和测试,建立了土壤信息无线传输系统的软硬件平台,形成了基于GPRS技术的土壤信息采集系统的设计依据和方法,为后续研究和技术普及奠定了基础。     

土壤墒情信息采集与远程监测系统

为提高传输距离和进行不间断连续监测,开发了土壤墒情信息采集与远程监测系统。详细讨论了系统的结构和原理,给出了系统的软硬件设计方案。系统利用太阳能进行充电,通过GSM网络进行土壤墒情数据无线传递,利用GPS系统进行采样点的卫星定位。通过GIS软件,系统能实时监测大面积区域内的土壤墒情状态并做出土壤墒情空间分布图。应用结果表明,该系统结构合理,可以为防旱、抗旱提供可靠的依据。     

基于ZigBee无线传感器网络的土壤墒情监测系统

针对当前对智能节水灌溉的需求,为精准农业提供科学依据,设计了基于ZigBee无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)的土壤墒情监测系统。本设计研发了集环境自动监测传感器、无线智能控制终端和数据采集传输终端于一体的低功耗智能传感器节点,重点阐述了其软硬件设计,控制器采用低功耗单片机Msp430F149。本设计采用ZigBee无线传感器网络,能实现信息采集节点的自动部署,数据自组织传输,可应用于温室、农田等区域,有助于更好的节能节水,有效地提高农作物单位面积产量。初步测试结果验证了该系统的合理性与实用性。     

田间信息的远程获取与无线传输系统的设计

及时准确地获取田间信息是实现农田智能化管理的前提,是精细农业发展的基础。为解决田间信息的远程获取与无线传输问题,提出并实现了一种田间信息的远程获取与无线传输系统。同时,主要介绍了系统的组成以及工作原理,设计了土壤墒情站硬件及组成,阐述了自动气象站数据传输方式的选择。在该系统中,利用GPRS DTU实现了远程计算机、数据采集器之间的数据传输。     

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DSP的农田土壤信息采集器的改进设计

以农田土壤信息采集器为研究对象,在传统检测设备的基础上进行了一定的改进。首先介绍了农田土壤信息采集器总体结构,然后从DSP模块、温湿度和pH传感器检测电路等方面进行了系统硬件设计,并设计了主程序控制流程,实现了农田土壤信息采集器系统。试验验证表明:系统具备较强的精确度和稳定性,符合设计要求。     

基于ARM的农田用水信息远程监控系统研究

针对传统农田用水信息远程传输方式布线难、成本高、传输距离短等不足,设计了基于嵌入式微处理器的农田用水信息采集、传输和监控系统。系统以嵌入式微处理器为平台,集成了数据采集模块和GPRS无线通讯模块。在介绍Linux和AT指令的基础上,详细说明了系统总体结构,实现了硬件系统设计与开发,提出了软件设计方法,构建了农田用水信息远程监控系统的组成方案。试验表明:该系统在稳定性和实时性方面性能优良,能满足农田用水信息远程监控的日常工作需要。     

基于无线传感技术的稻田信息监测系统

针对稻田信息监测周期长、环境干扰大、采集速度慢、采集方式管理缺乏自动管理等特点,设计了一种基于无线传感技术的稻田信息监测系统。同时,采用Cluster Tree+AODVjr路由算法和分簇算法进行组合,设计了具有异构性能的节点,配置了不同的天线类型,提高数据传输距离和质量。实验数据表明:该系统可以采集稻田的温度、湿度和土壤含水量,运行稳定,数据正确传输率都在90%以上,空气温度、空气湿度和土壤含水量的相对误差分别为0.43%、0.34%和0.73%。     

基于物联网的农田信息采集系统

综合利用传感器与网络通信技术,设计基于物联网的农田信息采集系统。通过布设和安装相关硬件,实现农田气象、土壤、高光谱和视频等监测信息的实时获取,让用户可以在电脑和移动设备上随时查看现场情况,为农业生产提供数据支持,在现代化农田信息的精准监测和科学管理等方面具有良好的应用前景。      

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。     

基于无线传感器网络的稻田信息实时监测系统

针对农田环境信息采集过程中监测周期长、环境干扰大等特点,设计了一种基于混合天线无线传感器网络稻田环境信息实时监测系统,采用分簇路由协议进行组网,为不同类型的节点配置不同类型的天线,并使用转台控制汇聚节点定向天线的方向,以扩大网络的覆盖范围和提高系统的稳定性。基于该系统进行长时间稻田组网试验,对网络丢包率和稻田环境参数采集准确性进行测试,试验结果表明,系统运行稳定、测量准确,网络数据平均丢包率为0.44%,稻田空气温度、空气相对湿度和土壤含水率的平均相对误差分别为0.26%、0.64%和0.33%。     

水稻工厂化育秧生长信息智能模拟采集系统的设计

水稻工厂化育秧可有效提高生产效率,确保国家粮食安全。为了给水稻工厂化育秧生长管理提供更为迅速、可靠的信息判决依据和决策支持,设计了一种水稻工厂化育秧生长信息智能模拟采集系统,包括针对水稻秧苗生长情况的高光谱图像信息采集系统和监测水稻生长环境各项参数指标的环境信息采集系统(CO2采集单元、温度采集单元、土壤水分采集单元、光照强度采集单元)。同时,采用Keil C语言开发系统的工作软件,以AT8 9 S5 2单片机为控制器、LCD1 6 0 2为液晶显示器等设计了系统正常工作的软硬件系统。     

土壤湿度采集节点电压补偿方法——基于最小二乘支持向量机

针对适用于WSN土壤湿度采集节点的EC-5传感器对电源电压敏感的问题,从传感器工作原理入手,分析电源电压引起检测误差的来源,且发现当传感器各项参数确定后,这种误差是随被测土壤湿度增大而增大的。采用CC 2 4 3 0芯片作为WSN信息传输节点,建立具有多节点的上下位机WSN土壤湿度采集系统,以节点电压和被测土壤实际湿度为对象,运用最小二乘支持向量机对采集节点中非线性土壤湿度传感器系统进行逆向建模,在上位机上实现由电源电压引起EC-5传感器检测误差的补偿。实验和仿真结果表明,该方法能有效地减少节点电池电压变化对WSN土壤湿度采集精度的影响。     

基于嵌入式电子信息的农田信息采集系统开发

农田信息内容丰富,既描述环境条件,也反映作物的生长状况,是进行各项农艺操作的参考依据。采集准确的农田信息,能为作物高产稳产提供保障。嵌入式技术是以计算机为基础发展起来的电子信息技术,已用于农业智能灌溉,取得了理想效果。为此,以嵌入式芯片为核心,设计了农田信息采集系统,采集农田气象、土壤和作物信息,并进行分析和存储。试验结果表明:系统采集的水稻田数据与实际值差异不明显,对抽穗期的评估最为准确。系统的视屏传输达到了非常流畅的效果,图像视觉分析也可以反映水稻的生长状况。该嵌入式系统可以准确采集农田信息,为农艺操作提供了参考依据。     

自动化灌溉控制工程技术的研究与应用

现代化农业对作物生长微环境要求高,对灌水时间、灌水量、灌水部位、水肥营养供给等都有更精确要求,自动化灌溉控制工程技术正是支撑现代化农业的一项基础性技术措施.为此,山东省水科院技术人员,经过多年来的技术开发与工程实践,集成电子信息技术、远程测控网络技术、计算机控制技术及信息采集处理技术,通过计算机通用化和模块化的设计程序,构筑供水流量、压力、土壤水分、作物生长信息、气象资料的自动监测控制系统,进行水、土环境因子的模拟优化,实现灌溉节水、作物生理、土壤湿度等技术控制指标的逼近控制,从而将农业高效节水的理论研究提高到现实的应用技术水平。该项技术已针对山东省不同种植作物、不同灌溉措施进行了系列推广,逐步形成了一套成熟的完整的应用技术体系。     

遥感多光谱成像在解析土壤成分方面的研究进展

土壤中营养成分的变化关乎农业的生产质量,其中水分、有机质、氮、磷、钾等养分信息是土壤肥力的关键,因此获取农田土壤成分信息对农田管理有重要意义。传统土壤检测方法烦琐复杂、费时费力、效率低下,难以满足现代农业发展的需要。随着遥感技术的不断发展与成熟,基于低空尺度的农业无人机和基于高空尺度的卫星平台弥补了地面监测的空缺与不足,飞行器搭载的多光谱传感器在土壤信息的快速、无损、实时获取领域表现出巨大潜力。介绍了多光谱技术特点,概括了遥感多光谱成像技术检测土壤成分的一般步骤,重点阐述了多光谱技术在检测土壤有机质、水分、盐分等方面的研究进展,探讨了遥感多光谱技术在解析土壤成分中涉及的主要方法,最后对农业遥感多光谱成像解析土壤成分进行了思考与展望。