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VR的农田环境监测机器人研制

农田环境信息是农田管理策略制定及修改的重要依据,但目前农田环境参数监测存在监测范围小,机动灵活性不足。为实现农田环境数据动态采集,采用4G通信技术与TCP Socket通信协议,通过C++语言以及蓝图节点进行功能程序的开发,设计了一款基于虚拟现实(Virtual Reality)技术的环境监测机器人。机器人利用云端服务器接收保存机器人上的Raspberry Pi(树莓派)收集上传的数据,管理者通过本地客户端可将云端服务器数据下载和分析。应用VR手柄能够实现机器人的远程控制,佩戴VR头显可查看虚拟三维控制室中农田环境的可视化数据,利用机器人传回的田间实时影像获得沉浸式体验。测试结果表明:机器人能够高效获取田间环境数据、自主行走、自动采集和上传数据。     

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。     

电气自动化技术在温室大棚中的应用研究

以温室大棚内环境参数的监测过程为研究对象,利用电气自动化技术搭建温室大棚环境参数监测系统,采用相关传感器对环境参数进行采集,通过GPRS通信方式将数据传输至不同的采集节点,并采用主采集节点对环境参数数据信息进行汇总,在远程数据传输单元中发送至主控制器,与设定的阈值进行对比,生成执行机构控制指令。试验结果表明：温室大棚环境参数监测系统能够有效对采集数据进行传输,同时准确稳定地对温室内各项环境参数进行监测。     

基于GSM/FSK的膜下滴灌智能监控系统研究

针对传统的农田自控系统存在的不足,采用GSM网络技术和FSK调制方式开发出了农田滴灌智能监控系统。该系统由数据采集子系统、决策支持子系统和自动控制子系统三大功能模块共同组成交叉式的三级网络结构,采用基于土壤湿度临界值、CWSI指数、作物生长模型和Penman-Monteith蒸散量模型进行智能化决策,实现了基于GSM/FSK的农田环境参数自动采集、灌溉智能决策与监测控制等功能。系统在新疆兵团农六师111团70hm2覆膜滴灌棉田上示范应用,效果良好。     

农田信息监测与蓝牙无线传输系统设计

通过利用蓝牙技术和传感器构建了农田信息监测系统,从而实现了农田信息的实时监控。设计中对采集到的数据利用蓝牙无线技术传输到PC机中进行实时显示,同时在采集现场利用液晶显示屏显示数据。利用蓝牙的双向通信的功能,系统可方便地通过发送指令来实时发送数据,从而避免系统不停地发送数据。另外,系统还实现了蓝牙多机通信的功能,能获得不同环境下的环境参数。该系统的实现有助于探讨蓝牙技术在"传感器网"领域中应用的可能性。     

基于RFID的规模化智能养猪系统设计

结合智能测重、PLC养殖环境生态环境控制、智喂精准控制等相关技术设计了基于RFID技术的智能化养猪系统。该系统可实现猪只身份自动采集识别、采食过程信息、猪只生长信息的自动采集存储以及养殖环境参数和管理信息的记录管理、数据的统计分析等功能,对规模化养猪实现了全程智能管控。     

基于LabVIEW开发环境下的农田智能精准灌溉系统设计

设计采用功耗低、响应快的数字土壤湿度传感器SM2801B进行湿度信号的采集,由STC12C5A为核心的节点进行土壤湿度数据筛选处理,通过TTL转485模块将数据上传至以STM3为核心的主控制器,记录主控开关状态并将数据上传至上位机。上位机结合虚拟仪器技术的设计思想,利用LabVIEW开发环境,开发了包括串口匹配、数据处理、校验、显示、报警、存储及历史数据查询等模块在内的农田土壤湿度采集系统,实现虚拟仪器开发环境下土壤湿度的实时检测的农田智能灌溉系统。     

基于GIS的农田小气候环境可视监测系统

根据农田小气候环境监测的特点,分析了利用多传感器采集的小气候环境参数的时间、空间分布特性。针对小气候环境监测环节中对地理空间分析和数据可视化的具体需求,研究了农业物联网信息感知、物联网资源与地理信息系统(GIS)融合、感知数据可视化等技术,建立了物联网资源与GIS融合的统一接口规范,并以GIS为基础,设计了多种可视化方法对采集到的多维小气候环境数据进行同步展示和可视分析。在此基础上,研发了Web GIS平台,集成了地理空间分析组件、可视化监测服务组件和基于地理位置的智能移动端应用。实现了基于GIS的农田小气候环境可视监测系统,通过不同终端设备提供可视监测服务,方便农业参与者随时随地掌握农田的小气候环境。     

Zigbee无线农田采集控制系统的实现方案

基于Zigbee技术,提出并实现了以Jennic公司生产的Zigbee无线微型控制器JN5121-M02模块为核心的无线农田采集控制系统的设计方案,给出了系统硬件和软件的实现方案.该系统可完成对农田内测量区域的各个环境参数的采集,并可对灌溉阀门等设备进行控制,具有重要的应用价值.     

基于ZigBeeCC2430的土壤含水率监测系统设计

针对农田土壤环境参数大滞后及大惯性的特点,基于低功耗ZigBee CC2430无线通信技术,设计了土壤含水率监测系统。通过运用无线传感器智能信息处理技术及数据通信技术,使得监测系统的自动化与监测水平得到提升。该系统采用星型拓扑结构组网,通过在监测区域部署网络节点,将监测数据汇集到监测中心,实现统一的数据管理和Zigbee网络的路由监测功能。给出了系统硬件和软件实现方法,包括无线传感器节点设计、数据采集、传输及通信等模块的实现原理。遵循模块化设计思想,传感器和功能模块可组合配置,通用性强。对于农田土壤含水率的监测实验结果表明,该系统性能稳定,能够实现数据采集、传输及显示,可广泛应用于各领域的环境参数自动监测。     

基于虚拟仪器技术的温室监控系统

利用LabVIEW开发平台设计了基于虚拟仪器的温室监控系统,其基本思想是将传统的硬件仪器监控系统通过虚拟仪器技术来实现。为此,介绍了温室监控系统的组成及工作原理。该系统可完成温室内的温度、湿度、光照和CO2等参数的采集。通过监视温室历史与实时环境参数,对温室环境的调节进行必要的人为控制,实现温室环境参数优化管理。该系统具有分析效果好、投入成本低和功能易扩展等优点。     

基于嵌入式的智能温室监控系统

为实现便捷、实时监控温室内环境参数,利用嵌入式技术和Zigbee无线传感器网络技术设计一种基于嵌入式的智能温室监控系统。系统分为嵌入式监控终端、无线数据传输网络、采集执行机构。采集执行机构负责采集和调节温室内温度、湿度、土壤含水率等参数;使用Zigbee无线传感器网络传输数据;嵌入式监控终端选用ARM平台并搭载Linux操作系统,利用Qt开发环境所含数据收发、数据分析和历史备份功能编写监控软件,并为用户提供人性化操作界面。经测试,系统运行稳定,能够实时监控温室内不同区域的环境参数。     

基于阿里云的便携式多功能农田信息采集系统设计

为满足精细农业对适时、准确的田间数据的需求,设计一套便携式农田信息采集系统,实现叶绿素相对含量、温度、湿度、光照强度和地理位置等农田信息的检测和采集,结合GPRS技术和阿里云服务器,将采集数据存储在云端,提高信息的可靠性、适时性,通过农田信息软件系统,实现对农田信息的远程访问、本地存储和处理等。实验结果表明,系统运行稳定,数据可靠。     

黑龙江无人农场管理平台研究

正统计数据显示,2030年全球人口预计将突破85亿,保障全球粮食供给,已成为国际社会面临的挑战。黑龙江省的多个科研院所都在尝试搭建无人农场,基于测土配方科学施肥方法,改善农田有机质含量;整合中国移动One NET物联网平台,利用物联网、NB—IOT通信技术等采集种植环境数据;通过大数据分析,对种植环境、水肥进行智能控制,精细化管理种植过程,提高农作物品质及农业生产效率。     

基于LabVIEW的温室参数远程监测系统

基于LabVIEW虚拟仪器开发平台,结合数据采集模块和各种传感器,实现了温室参数的实时采集。利用LabVIEW自带的Web服务器技术让客户远程监控服务器端,实现对日光温室的温度、湿度、光照度、CO2气体浓度等环境参数的监测。实际运行表明:系统能较好地满足温室环境参数远程实时监测要求,且具有实用性高和可靠性高等特点,为温室的生产管理提供决策依据。     

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.     

基于3S的草场牧户管理信息系统的研究

以东乌珠穆沁旗道特淖尔镇为例,建立草场牧户管理信息系统,实现草地资源空间数据、属性数据的统一存储和管理.系统以SuperMap作为开发平台,VB语言作为开发工具,用SQL作为数据库.草场牧户管理信息系统不仅能够提供调查数据的电子档案,还能提供图文一体化的查询、管理功能,以及统计报表和基层单位需要的各类专题图;具备多期数据同时管理分析和数据的编辑、查询、更新等功能,为草地资源的管理、综合评价、规划提供辅助决策支持,对典型草原保护提供技术平台.     

基于GRNN优化的WSNs温室大棚异常数据检测方案

WSNs(Wireless Sensor Network)无线传感技术在进行温室大棚环境参数采集时,传感器大量布置及所受突发干扰造成数据冗余、数据偏差等问题,会干扰终端节点传感器正常工作状态,从而影响智慧农业精准决策。为解决上述问题,提出一种基于广义回归神经网络(GRNN)异常数据检测算法。将实验采集的300组环境量作为训练参数,150组参数作为实验数据,综合比较GRNN神经网络、PNN神经网络、传统BP神经网络在数据预测结果、正确率及运行时间3方面的性能指标。实验结果表明:GRNN神经网络算法检测异常数据准确率高,运行速度快,对农作物的精细管理具有重要意义,对智慧农业的发展具有一定的影响。