数字农业工程中信息综合平台建设及应用

重点讨论了以“3S”技术为支撑,运用计算机网络技术和通讯技术,建立农业综合信息平台,进行农业数据的获取、处理和分析,以及标准化与数字化处理,实现农业信息共享和交换的网络化以及农业预测和决策的智能化,为实现数字农业系统工程的实施提供基础框架。同时,列举了农业综合数字信息平台在数字农业工程中农业气候和精密播种等具体应用案例;最后,展望了农业综合信息平台的发展方向。     

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.     

无线传感器网络农田环境监测管理平台设计

无线传感器网络在现代农业中有着广阔的应用。为此,针对农田环境场景,设计了一个基于无线传感器网络的农田环境信息监测管理平台。采用GPRS网络和Socket通信编程技术,将无线传感器网络节点采集的田间环境参数数据存储于服务器数据库中,由C#编写的网站平台发布监测信息。该平台能够将农作物种植地的关键环境参数准确直观地展示给用户和管理者,高效地实现了农田环境信息监测。     

基于无线传感器网络的节水灌溉系统设计

当前无线传感器网络技术逐渐成熟,促进了智能农业和精准农业的发展。为提高我国农业用水效率,提出了一种基于ZigBee技术的节水灌溉系统设计方案,包括硬件平台的设计和系统软件的开发。硬件平台以AT-mega128单片机和CC1101射频芯片为核心,主要由数据处理单元、无线模块、传感器控制矩阵、数据存储、供电单元、模拟接口和数字接口等构成。在TinyOS操作系统的开发平台上利用nesC语言实现了传感器节点和汇聚节点的软件开发。传感器节点主要进行了传感器驱动程序设计,而汇聚节点主要进行了串口通信编程。该系统稳定、可靠,满足设计需求。     

基于ZigBee技术的堆肥控制系统设计

根据堆肥工艺的控制需求,设计了一种堆肥控制系统。针对传统的堆肥控制系统传感器网络存在的问题,提出基于Zigbee技术的无线传感器网络解决方案,采用CC2530芯片外加CC2591射频芯片为核心的节点开发策略,并移植了Z-Stack协议栈,然后对ZigBee组网系统进行了软件设计;同时应用Delphi高级编程软件,在Windows7平台设计了计算机堆肥控制软件。实验表明,该系统采集数据准确、数据传输实时性好。     

基于无线传感器网络的精细农业智能节水灌溉系统(英）

在精细农业相关应用和理论研究基础上,自行设计用于监测农田水分含量和水层高度的无线传感器,构建农田水分无线传感器网络体系结构,设计基于水分无线传感器网络的智能节水灌溉控制系统,通过实时农田水分数据和农作物水分需求专家数据形成灌溉决策,由灌溉控制系统实施定量灌溉。实际应用表明,该系统体现出可行性和高效性,有利于精细农业的发展和水资源的可持续利用。     

基于无线传感网络的农业无人机航线控制系统

无人机是一个由飞行器、控制站、通讯设备和其它部件形成的系统,在农业领域主要应用于农药喷洒、信息监测和农业保险勘察。农业无人机在飞行过程中的实际航线与规划航路之间会存在偏差,不仅降低了作业质量,还会影响作业效率。无线传感网络是一种与无人机紧密结合的技术,可以用于对无人机的航线进行控制。为此,基于无线传感网络,设计了无人机的航线控制系统。该系统由无人机平台、传感节点、汇聚节点和控制中心4部分组成,对航线的控制通过二维坐标系跟随算法完成。试验结果表明:无线传感网络对直线和曲线航线的跟踪更加稳定,具有较高的航线控制精确度。     

基于STM32的智能温室无线监控系统设计

智能温室无线监控系统采用嵌入式技术,由温湿度模块、无线传输模块、电源模块及自动控制系统组成,以期农业与自动控制系统结合,采集温室的光照度、温湿度,实现串口软件实时监控并存储采集到的数据。该系统的应用营造了一个有利于温室作物生长的环境,提高了蔬菜产量、品质,且节省了大量的劳动力资源。     

农产品物流运输装备智能监测与跟踪技术

针对农产品物流的特点,提出了一种基于无线传感器网络和无线数据传输技术的农产品物流运输装备智能监测与跟踪系统;建立了冷藏集装箱(冷藏车)内部参数监控的无线传感器网络,通过智能终端与无线移动网络和INTERNET的无缝连接,实现数据传输到指定数据服务器.无线传感器网络采用星型拓扑结构,通过软件设置在需求时唤醒无线传感器网络节点.实际应用表明,该系统工作性能稳定,在数据采集和传输等方面均达到了设计要求.     

节水灌溉监控系统设计——基于WSN和模糊控制策略

针对农田灌区范围广、数据量大和实时传输难的特点,设计了一种基于无线传感器网络的农田自动节水灌溉系统;综合运用无线传感器智能信息处理技术和无线数据通信技术,全面提升系统的自动化与监测水平。该系统采用星型拓扑结构组网,通过在监测区域部署ZigBee网络节点,将监测数据汇集到嵌入式测控系统,实现统一的数据管理和网络路由监测功能;以微处理器芯片为核心控制器件,由无线传感器网络节点实时采集和处理土壤温湿度数据,并将其发送到接收端,在接收端对数据进行存储和显示,实时监测土壤温湿变化,实现节水灌溉的自动化控制及水资源的高效利用。试验证明,该系统稳定性好,数据传输可靠性高,通过增加数据采集频率,减少了数据丢包率,使用灵活,适用于不便直接连线的一般监测场合应用。     

变电站中的嵌入式视频监控系统的设计

嵌入式视频监控系统可实现摄像头数据的实时采集,并拥有Web服务器及网络视频服务器的功能,远程的客户端通过浏览器可实时监控远程的视频图像。本文构建了嵌入式视频监控系统的总体框架,设计了以SH4-DSP处理器SH7760为中心的嵌入式体系的硬件结构,并通过软件实现嵌入式web服务器及视频服务器。系统成功运行表明其在变电站的应用可行。     

基于物联网的农林环境长期监测系统

针对农林环境中复杂的实际情况,设计一种基于物联网的农林环境长期监测系统。系统采用基于CC2530芯片的Zigbee无线传感器网络节点、电源控制硬件电路和基于ARM11的现场服务器,利用太阳能电池供能,通过对IEEE802．15．4和IEEE802．11协议进行转换,将数据通过无线网桥远程传输给管理服务器。该系统能够监测农林环境中的温度、湿度、光照强度、pH值等,可长期对农林环境因素进行采集、监测和分析。     

温室物联网测控管理系统开发与数据同步研究

为实现温室环境信息高效监测,开发了物联网测控管理系统的通用平台,主要包括基于Android的智能网关以及基于Google Web Toolkit的远程Web服务器,并制定了系统的数据同步通信协议。根据数据采集单元配置信息和预先设定的界面显示风格,智能网关和Web服务器的应用程序能够自适应地生成温室环境监测界面,动态地解析监测传感器数据并实现数据库存储,以Http post网络传输机制实现数据采集单元配置信息、监测传感器数值等数据在二者间的同步。试验结果表明温室物联网系统在实际应用中具有较高的稳定性,有效地避免了由于传感器和数据采集单元节点变更导致Web服务器和智能网关应用程序的二次开发。     

温室环境无线监测系统设计

介绍了一种结合嵌入式技术和无线传感器网络技术的温室现场环境信息无线采集系统的设计方案.系统主要由嵌入式控制终端和无线传感器网络节点组成.控制终端基于ARM9处理器和嵌入式Linux操作系统设计,用于温室环境数据的接收、远程发送,实时显示和存储.控制终端向远程服务器发送数据,并接收命令,两者之间的通信使用GPRS方式.无线传感器网络采集温室环境数据,并发送给控制终端.整个温室现场监测系统避免了传统温室使用有线方式布线的繁琐.     

基于嵌入式系统的远程电网电能质

为了远程实时监测农村电网电能质量参数，进行嵌入式网络系统设计。以S3C2410芯片为主处理器，搭建嵌入式硬件平台，并在Linux环境下实现WEB服务器，通过编程实时采集电网监测仪数据，并进行数据实时传输，最终通过Internet可以在Windows环境下来实现农村电网电能质量的远程监测。     

农业移动机器人远程监控系统的研究

随着计算机技术的发展和网络技术的成熟,用农业移动机器人代替传统的人工劳作势在必行,目前使用无线通信设备和计算机实现对机器人的远程监控、图像采集以及数据传送等工作是一种可行性高、性能优异的方法。为此,对农业可移动机器人远程监控系统的设计进行研究,通过控制效果的测试数据表明:使用无线设备对农业移动机器人进行监控所需响应时间短,机器人能够及时完成控制命令,因此基于无线通信设备的远程监控系统可以满足对农业机器人监控的实时性及可靠性要求。     

基于Web技术的农田恒压灌溉远程监控系统测试研究

为了解决农村灌溉质量不高,能源利用率低等问题,基于物联网技术、控制技术以及互联网技术,研究设计了1套农田恒压灌溉远程监控系统.该监控系统主要包括了现场感知层、网络层以及应用层.现场感知层主要通过Zigbee无线通信模块构建了星形感知网络,利用PLC与单片机2大核心节点以主从模式实现了现场泵站设备的控制、田间环境参数的采集和电磁阀节点控制等;利用改进后的粒子群算法对农田灌溉出口压力进行了PID优化控制;应用层主要利用以太网通信,借助于西门子PC Access软件作为OPC Server,从而以B/S模式,采用Java语言结合JavaBean组件开发了基于Web技术的远程灌溉网络监控应用软件.系统目前应用于江苏省太仓市某一标准化农田灌溉,不仅数据采集准确,压力控制平稳,节能效果好,与阀门控制达到恒压的系统相比,可以节电20%左右,而且该系统的抗干扰能力强,当外界设定压力发生变化时,能够在10 min 左右进行快速调节达到预置压力;另外该系统远程与就地控制设备灵活可靠,状态监测实时,人机交互便利,节省劳动力达到90%.     

基于物联网和云架构的渠灌闸门智能控制系统

为了实现农田明渠灌溉的精准化控制,设计了一种基于物联网和云架构的渠灌闸门远程智能控制系统,系统由一体化旋转式闸门、本地控制软件、远程终端访问系统和云端中间件组成。闸门采用旋转式阀芯结构设计,降低闸门启闭时的驱动能耗;基于ARM开发了嵌入式控制系统,实现水闸运行的本地控制和状态数据采集;集成了无线通讯模块和光伏电源系统,解决传统水闸野外安装布线繁琐和供电困难问题;通过在阿里云服务器建立数据中心,部署中间件,实现水闸远程数据传送与控制指令传达;建立了基于水位、流量双反馈的闸门开度云控模型,实现水闸群智能运行;根据旋转式闸门启闭阶段角速度变化规律,提出了水闸运行异常报警方法;开发了B/S版和APP版的远程终端访问系统,实现了灌区数据大屏、闸群远程控制和智能调度,适用于农田灌溉中小型渠道输水、配水的精准化控制。     

北方日光温室远程视频监控系统设计

设计一款基于嵌入式Linux和3G网络技术的远程视频监控系统。该系统采用S3C2410嵌入式处理器和Linux操作系统,利用视频服务器软件,通过3G无线上网卡完成客户端与视频服务器的通信,可用于对农业温室作物生长状况进行监控。     

盐碱地综合治理管理系统设计与实现

为了实时了解研究区的土壤盐分、地下水位、地下水含盐量和气候等信息,为盐碱地改良效果提供数据支持,对研究区进行有效管理,设计了盐碱地综合治理管理系统。该系统将研究区作为一个整体,通过网络摄像头、土壤监测传感器、管道水监测传感器和气象站等多方位监测,用ZigBee无线网络和互联网技术对研究区信息进行可靠传送,在监控服务器端利用Web技术和Browser/Server网络结构,动态显示研究区的视频图像和各环境因子的变化情况,从而为盐碱地改良提供技术支持。