基于NB-IoT技术的土壤墒情远程智能监测系统设计

土壤墒情监测对于农作物播种、预测产量、科学指导农业灌溉、提高农业用水效率具有重要现实意义.本文设计实现一体化的土壤墒情远程智能监测系统,实现土壤温度、土壤含水量的采集、存储、传输和应用管理.系统采用NB-IoT物联网低功耗传输方式,通过MQTT通讯协议将土壤墒情数据传送到云数据平台,通过应用软件开发技术研发云平台数据综...     

基于模糊PID控制的NB-IoT果蔬农业物联网系统设计与试验

针对传统果蔬农业大棚环境数据感知不强、现场维护工作量大、无线覆盖区域受限、生产管理效率低、成本高的问题,提出一套基于模糊PID控制的NB-IoT果蔬农业物联网系统设计。以STM32L475VET6超低功耗芯片为主控芯片,通过NB-IoT和ZigBee双协议融合组网技术和环形缓冲队列算法组建广域无线网络,设计现场监测终端与远程云监控平台,将局域终端节点采集的环境因子信息接入云服务器进行统计与分析。系统根据采集到的数据自动调控反馈控制设备,达到低功耗模式下的广域覆盖监测并智能反馈调控果蔬大棚环境因子的目的,实现感知层、网络层到平台层和应用层一套完整的果蔬大棚物联网系统设计。将模糊PID控制算法应用于温棚环境调节的仿真测试表明,系统平均丢包率为0.088%,空气温湿度、土壤温湿度、二氧化碳浓度等环境因子参数平均相对误差保持在0.5%以内,NB-IoT休眠功耗小于9μA,能实现智能反馈控制并保证系统多节点部署、多参数检测、低功耗工作、广覆盖通信的条件,使系统具有更高的复杂环境适应性和稳定性。     

基于Arduino智能小车避障系统设计

感知,规划、决策、控制是自动驾驶车辆的核心控制问题,而智能小车自动避障系统设计是自动驾驶控制的基础。文章基于超声波雷达传感器感知、Arduino UNO R3开发板以及避障程序等设计智能小车避障系统来控制小车的避障运动,并在无障碍物、前方纸盒障碍物、3面纸盒障碍物3种工况下验证了该避障系统的有效性。     

基于NB-IoT网络的兔舍环境实时监测系统

为满足兔舍环境监测调控需求,同时摆脱传统布线网络局限性,缩减网络资费、电路元件和控制系统成本,本研究提出一种基于窄带物联网（Narrow Band Internet of Things,NB-IoT）的兔舍环境实时监测系统。系统基于Arduino开发板,使用移远BC260Y模块与消息队列遥测传输协议（Message Queuing Telemetry Transport,MQTT）实现网络连接,利用SGP30、MQ137、5516光敏电阻传感器等多种传感器实现兔舍内部声、光、水、温、气五方面实时监测。数据在本地、云端存储的同时,系统可根据阈值报警,协助创造兔的最佳生存环境。研究中对比了NB-IoT网络与Wi-Fi、LoRa等其他网络的异同,根据物联网三层架构详细介绍了系统搭建技术与过程,并系统分析了元器件价格,经核算,整机成本不超过400元。设备在空舍测试中,检测到CO2浓度为420～440 ppm;MQ系列传感模组电压比值稳定于1;温度处于22～24℃;湿度上下波动10%;日光灯亮灭引起电压差2.6 V。进行了系统的网络与能耗测试,通过不同时间、场地、网络连接方式的对比,验证了本系统...     

基于NB-IoT的非洲猪瘟防控装置的研究

【目的】非洲猪瘟感染性强、传播速度快,对我国养猪场带来了巨大的养殖风险,研究NB-IoT技术与养猪场的消毒需求具有重要的现实意义。【方法】在理论分析NB-IoT技术、非洲猪瘟病毒防控理念的前提下,通过NB-IoT网络分析养猪场中的各项数据,采用由养殖场的湿度、温度、CO₂三位一体的传感器监测设备、显示屏、云服务、电脑端云平台组成的环境监测系统,通过STM32单片机,反馈环境状况,向电阀门发出指令,喷洒消毒水。【结果】笔者设想的基于NB-IoT的非洲猪瘟防控装置采用创新的消毒方式实现了对养猪场的定期消毒,并在NB-IoT的控制下,可以实现对养猪场的远程监控及实时传输环境监测数据。【结论】NB-IoT技术在养猪场中的应用可以达到有效预防非洲猪瘟病毒的效果,减小非洲猪瘟病毒对我国养猪场产生的影响。     

基于NB-IoT技术的温室大棚环境监控系统设计

【目的】传统监控温室大棚存在待机时间较短、线路布置困难、无法远程监控等问题,且受监测设备价格以及操作复杂性的影响。【方法】笔者充分结合NB-IoT技术与移动互联网技术、传感器技术、微处理器技术,设计了一种能够对温室大棚环境进行有效监测的新型系统。该系统硬件设计主要以NB-IoT通信技术和STM32处理器为基础,利用具有较高精确度的温湿度传感器DHT22对温室大棚各项环境参数进行采集;软件设计则充分整合了emWin用户界面和uC/OS-Ⅲ操作系统,设计了更加智能化的移动设备App终端。并且,运用TESTO440温湿度检测仪对系统进行了长达1个月的稳定性测试。【结果】该系统能够持续工作1个月,并且各项指标以及工作状态始终保持在稳定范围,能够充分满足温室大棚实时监控的要求。【结论】基于NB-IoT技术的温室大棚环境监控系统测试得到的数据具有较高稳定性和可靠性,测量精度也较高,具有较强的实用意义与价值。     

基于LoRa和NB-IoT物联网技术的孵化监控系统

孵化技术是家禽孵化产业的关键技术之一,为解决目前孵化技术存在对孵化环境监测实时性、调控精准度不高等问题.设计出一种基于LoRa和NB-IoT物联网技术的可视化监控系统.该系统结合LoRa和NB-IoT两种物联网技术的优点,将孵化环境参数上传至OneNET云平台,云平台对数据进行处理,并部署基于BP神经网络的温湿度预测模...     

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NB-IoT架构的分布式配电自动化系统

文章主要介绍了基于NB-IoT物联网模块的智能分布式配电自动化系统的系统构建原理概述,其中对智能分布式配电自动化系统与NB-IoT物联网模块的系统应用和分布式软件边缘计算进行了详细阐述和说明。     

基于物联网的农田环境监测系统设计

为实现对农田环境参数的监测,设计了基于物联网的农田环境监测系统。系统基于EPC架构,构建网络框架,感知层采用ZigBee传感节点。传感节点实时采集与农田生产有关的多个重要环境参数,对作物形态进行可控图像采集,通过网络构建层将各种数据发送到远程监测服务层。对监测系统进行了试验,结果表明,系统可对播种进度、苗期、花期、施肥、打药、灌水、适时收获、病虫害和质量监控等过程中的信息进行采集。      

基于嵌入式云计算平台的采棉机监控系统设计

为了提高采棉机的自主导航能力,实现采棉机路径规划的在线控制,对采棉机的智能监控系统进行了设计研究,并将多嵌入式平台引入到了智能控制系统中,采用云处理计算方式对多平台节点进行连接,实现了采棉地块视频采集和处理的实时性和智能化。为了验证智能监控系统的可靠性,在棉田对采棉机的智能监控系统进行了实地测试和功能验证。通过测试表明:该监控系统可使采棉机完成路径规划,能够高精度地完成路径在线追踪,其采净率高、落地棉率和含杂率较低,符合大型机械采棉自动化设计的需求。本次研究为云处理技术在嵌入式平台上的应用提供了有效解决方法,对于大型智能机械装备自动化和信息化监控仪器开发具有指导和借鉴意义。     

采棉机智能监控系统的设计与研究——基于嵌入式云计算平台

近年来,越来越多的虚拟仪器技术及相应的机械设备得到了一定的推广普及,且在工业生产、农业生产领域取得了巨大效益。为此,基于嵌入式云计算平台设计了一种车载式采棉机自动监测控制系统。以我国新疆棉花生产、采摘作为探究对象,重点介绍了安装车载监控终端如何对采棉机作业位置信息与状态数据进行实时自动采集。     

基于机器视觉的棉花氮素营养诊断系统设计与试验

采用数码相机和CCD数字摄像头为图像监测设备,融合机器视觉技术,集成数字图像处理技术、农业物联网技术、Web远程控制技术、信息传输服务技术和数据库管理技术等构建了远程服务系统平台。通过2年试验对棉花的生长状况进行实时跟踪监测,获取其冠层图像,运用数字图像处理技术对棉花群体冠层图像进行分割,筛选棉花长势监测与氮素营养诊断反应敏感的特征颜色参数覆盖度,构建了覆盖度与棉花地上部总含氮量间的关系模型。研究结果表明,覆盖度与棉花地上部总含氮量间指数函数模型相关性最高,其决定系数为0.978,根均方差为1.479 g/m~2。依据棉花覆盖度与氮素营养诊断的最佳模型,搭建了棉花长势长相监测中心(田间监测)、网络信息服务控制中心(服务器)、图像分析与数据处理中心、决策诊断与评价中心以及用户浏览中心,形成一个大型环式一网三层五中心棉花监测管理诊断体系,初步实现对棉花生长信息和氮素营养状况快速准确的监测与诊断。     

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。     

基于物联网技术的温室土壤环境监测系统的设计

针对传统的有线监测系统线缆密布、安装维护困难等问题,设计开发了一种基于物联网技术的温室土壤环境监测系统,该系统主要由无线传感器网络和监测系统两部分构成。主要介绍了基于cc2430的无线传感器节点的硬件设计,以及基于labview的上位机软件设计,并进行了系统测试。实验分析结果表明,该系统能实现对作物生长的土壤温、湿度进行自动实时监测,并结合作物生长的信息进行适量的灌溉,具有广阔的应用前景。     

基于 GPS/GPRS 采棉机监控终端设计与应用

通过对多种型号的采棉机供电电源及风机等关键设备的输出信号特点进行分析,设计出一套适用于多种型号采棉机的监控终端。终端采用 STM32F101C8处理器作为核心控制单元,集成 GPS 定位和 GPRS 通信模块,可获取位置信息、风机转速及采头升降等状态信息,与监控中心构成采棉机远程监控系统。经实际应用证明,其性能稳定且可靠。     

基于ZigBee技术的棉田滴灌监测与控制系统

设计开发了基于ZigBee无线传感网络技术的棉田滴灌监测与控制系统。该系统通过无线传感网络实时采集土壤环境信息,使用自适应加权融合算法对各节点土壤湿度数据进行融合,根据融合数据发送电磁阀控制命令,完成实时监测自动灌溉;结合棉花不同生育期对需肥量和施肥浓度的要求,根据灌溉水量设置注肥比例,系统通过无线传感网络实时采集液态肥流量,实时监控施肥量,并根据施肥量发送施肥电磁阀控制命令,完成水肥一体化灌溉。工作过程中,系统可以将传感器采集的数据通过ZigBee无线网络协调器传输给上位机并实时显示和存储。通过试验验证,该系统可以按照设计要求实现灌溉和施肥的自动控制与检测。     

基于Hadoop云平台的联合收割机远程监控系统研究

建立了云计算的海量数据处理数学模型和算法,并将Hadoop分布式计算方法引入到了数据库处理系统中,实现了数据库数据的自动分区和主从节点的设置,以及数据的分布式计算功能,得到了数据的处理速度、容量和传输速率等系统性能参数;结合农业生产中联合收割机应用越来越广泛,加之农田小路比较狭窄,给农田交通运输带来了的巨大压力等问题,提出了一套能够提供定位、监控、导航、车况采集等综合服务的联合收割机远程监控系统。通过对系统的测试,证明云存储平台在联合收割机监控系统中具有良好的表现,并具有很好的扩展性,为现代化的农业收割机监控系统提供了优越的条件。     

基于窄带物联网的散粮集装箱监测系统设计

在“智慧粮食”背景下,依托无线传感器网络（Wireless Sensor Networks,WSN）技术,并结合低功耗、多源信息传输、窄带物联网和GPS/北斗定位等技术,开发了一套以STM32F407为核心的散粮集装箱监测系统,采用LoRa通讯技术对数据进行传输与接收,将分布式传感器在不同节点采集到的数据发送到远程监测中心,利用DTU（Data Terminal Unit）作为云端的信号传输中介。系统能够实时监测散粮集装箱内温湿度及所处的位置信息,并且利用DTU将数据发送至远程监测终端。该系统稳定可靠,适应于公铁水联运模式,有效地提高了粮食流通的安全性与自动化水平。