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。      

基于物联网的农业大棚环境监测系统设计

为实现农业大棚环境信息的实时远程监测和管理,设计基于物联网的农业大棚环境监测系统。系统依据物联网架构设计,感知层通过单片机实时采集空气温湿度、土壤温湿度、二氧化碳浓度与光照强度6个环境参数,通过GPRS将数据传输到网络层。网络服务层基于云服务器,提供业务逻辑管理功能,建立数据中心。应用层采用Bootstrap和ECharts等网页技术,提供响应式布局的可视化交互界面。系统实现农业大棚环境信息采集与远程监测,提高农业大棚的管理水平。     

基于农业物联网技术的智能温室系统实现

农业物联网技术应用到农业管理中能够实现农业数字化和精准化,达到增产增效的目的。通过分析温室大棚监控的指标提出基于农业物联网的智能温室标准架构方案:感知控制层由无线传感器模块检测土壤水分、环境温湿度和光照度,利用数据融合的相关知识,并提出无迹卡尔曼(UKF)算法用于感知数据的处理,启动滴灌、喷灌、补光或通风等控制设备;网络传输层以AVR单片机ATMEGA328P构成的Arduino板为控制核心,采用ESP8266 WIFI模块支持数据传输和数据同步,建立了系统层间数据枢纽;终端应用层采用可视化的TLINK物联网平台,可在任何时间和地点查看环境监测数据,同时根据平台监测到的数据,手动或自动启动设备。仿真结果表明:本系统成本低,却具有较高的自动化水平,对进一步提高我国农业种植向智能化方向发展具有指导意义。     

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。     

MQTT协议在丘陵山区农作物环境监测系统中的应用

农业信息化、物联网、大数据的应用可以提高农业生产力,对农业现代化发展具有重要意义。为了对丘陵山区的农作物环境信息进行监测,设计一种丘陵山区农作物环境监测系统,通过传感器采集作物生长环境的空气温湿度、土壤温湿度和酸碱度、光照度、风速、降雨量等环境数据,应用物联网技术将数据传输至云服务器,应用数据分析软件对环境数据进行分析、比较、挖掘。文章介绍了MQTT协议原理及MQTT协议在系统中的应用。     

基于ZigBee网络的移动式茶园环境监测系统设计与实现

设计并实现一套移动式茶园环境监测系统。系统硬件部分由传感器、ZigBee模块、服务器及移动设备等组成,软件部分采用C++语言及JAVA语言实现。系统实现茶园环境数据的实时采集和无线传送,并可在移动设备上实时监测茶园内传感器及无线传输模块的位置、相关数据及工作状态。可用于茶园小气候的监测和晚霜冻害预防控制及无线信息采集设备管理,同时也可运用于其他果园及农田环境监测,具有较大的推广价值。     

物联网技术在农业种植中的应用

为保障农作物的质量与区域耕地产量的提高,利用物联网技术的优势建立农田的环境监测系统,做到合理种植、精准灌溉和数据统计等,以提高农田的产量和质量。通过对物联网技术在农田环境监测、棉花种植及果园管理中的应用进行分析,表明物联网技术在农业种植方面具有广阔的应用前景与产业价值。      

基于物联网的农林小气候监测系统数据汇聚平台

为监测农林生产中复杂多变的气候状况,采用无线传感器网络作为采集端,以基于ARM9平台的数据汇聚平台作为汇聚节点,设计了基于物联网的农林小气候监测系统。该平台可实时汇聚监测数据,并通过GPRS将数据发送到远程后台数据中心,从而实现对水位、降雨量、风速风向、温湿度等参数的实时监测和分析。     

基于物联网的现代农业病虫害图像识别云平台开发

随着互联网的发展,信息化技术广泛应用,推动了农业信息化平台的建设。在大数据背景下,结合物联网信息技术发展情况,分析信息技术应用。最后,基于农业发展与自身的观点,提出农业物联网信息化建设方法,为促进农业信息化的建设提供帮助,既提高了农业资源的利用率,又拓宽了农业发展的空间。设计了基于物联网的农业环境数据收集云平台系统,帮助预测有害病虫在农田的传播,有助于农作物管理人员更好地管理和预防病虫害蔓延。     

智慧农业技术在农业发展中的实践与应用

智能农业破坏了我国传统农业的种植模式、生产经营方式和农业产业结构，实现了田间生长条件的实时动态观察、有效感知和有效控制，为作物种植环境奠定了更加科学的基础，从而促进了农业经营互联网智能化管理、高效化经营、多元化发展，大幅提高了农业产量与质量，推动了农业现代化发展。比如，使用卫星遥感、物联网设备可以更有效地采集农作物数据信息，从而提高农作物产量；运用人工智能、物联网等前沿科技，可以开展精细化栽培、生长环境监测等，并可以利用大数据分析了解市场需求，进行差异化定位，实现服务的网络化发展。     

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。     

基于分布式对象的蛋鸡舍设施养殖数字化智能监测系统

为了在非人为干扰条件下,可实时监测预警蛋鸡生产环境和生产过程,保障动物福利,本文基于可被远程调用的分布式对象的3Tiers物联网软件体系结构,将传感器技术和云技术结合在一起,设计了蛋鸡舍设施养殖数字化智能监测系统。3Tiers物联网软件架构考虑了大量的异构数据集成和对传感器设备的监测、远程交互性能的需求,满足了本研究中对规模化蛋鸡生产过程的研究要求。系统实现了规模化蛋鸡舍的实时生产环境参数采集和视频监控、生产资料管理、生产过程管理、基础信息管理、统计管理、预警设置管理、系统管理和推送管理功能。考虑到温热环境对蛋鸡健康福利和生产性能有着重要的影响,利用系统中的大量环境数据,对中国农业大学上庄实验站大鸡舍内的小气候环境舒适度进行评价,并结合产蛋率、死淘率和耗料,在黄山养殖场对环境舒适度评价进行了验证。通过对上庄鸡舍24 h周期内和2016年11月—2017年4月的环境情况进行分析,结果表明实验蛋鸡舍内的小气候环境温湿指数始终小于70,蛋鸡群始终处于舒适区;而通过对养殖场鸡舍2016年7—10月份的环境数据和生产数据进行分析,验证了当蛋鸡处于舒适区时,产蛋率提升,死淘率下降,耗料更接近标准。     

大规模用水节点的灌溉物联网监控系统设计

针对现有的大部分智能灌溉的农业物联网系统难以满足大范围多布点的实际灌溉监控管理需求的问题,结合现阶段大规模农业灌溉对海量用水节点监控管理的需求,设计基于工业常用的MODBUUS-RTU协议以及TCP协议进行测点数据的查询和检测站点的管理系统,测点传感器可采用任何满足协议要求的流量传感器;设计IOT服务器和WEB服务器2个服务进程,IOT服务器负责从电磁流量计中查询获取数据并上传至数据库,解决协议识别解析和高并发问题,提高系统处理大量监控节点的能力;Web服务器从数据库查询相应的数据信息并进行权限管理,方便系统规模扩展;为了便于系统管理,设计开发具有测点数据查询以及设备管理等功能的配套微信小程序.设计的灌溉物联网系统在实现基本灌溉监控的基础上,综合考虑大规模节点部署、海量数据并发、系统权限控制等现实性问题,为实现节水灌溉提供了切实可行的解决方案.     

基于时间自动机的温室环境监控物联网系统建模

由于温室环境的复杂性,系统设计的不合理会直接导致数据的不确定和系统的不稳定。基于体系结构的物联网层次模型对物联网的实施具有指导意义,但是体系结构模型没有提供系统建模工具和模型验证的方法。基于时间自动机理论的建模与模型验证方法是一种对物联网系统建模的有效手段,能在系统设计时提高系统的稳定性,保证系统设计的正确性。通过对智能温室监控物联网系统的分析,从系统实施的角度重新对温室环境监控物联网系统进行了层次划分,利用时间自动机理论对系统中的相应组件进行建模,在对各个子系统分别建模的基础上形成了时间自动机网络模型。最后利用时间自动机建模工具UPPAAL,对已经建立的形式化模型进行了系统逻辑正确性验证与系统执行时序验证。结果表明,利用时间自动机理论及其建模工具UPPAAL可以对智能温室监控物联网系统进行建模及模型验证,可以在系统设计时对系统进行准确的模型分析,避免系统设计错误,降低系统设计缺陷,在系统投入运行中规避设计风险,从而提升系统的稳定性与可靠性,确保系统设计的正确性。     

GIS技术在农业工程中的应用

地理信息系统（GIS）以地理空间数据库为基础,采用地理模型分析的方法对空间数据进行采集、管理、操作、分析、模拟与显示,可以及时有效地提供多种空间与动态的地理信息,已经得到了广大学者与研究人员所认可。该文从地理信息系统的认知出发,详细分析了GIS技术在农业工程中的应用。      

基于无线传感的丘陵葡萄园环境监测系统研究

为了解决丘陵葡萄园环境信息和土壤墒情的无线监测问题,设计了一种能够实时采集、传输数据的丘陵葡萄园环境采集系统。系统基于无线传感器网络技术,采用Amega128L微处理器和CC2420芯片为基础设计无线传感器节点,传感器节点上接有土壤温湿度传感器、空气温湿度传感器以及光照强度传感器,通过这些传感器采集葡萄园环境信息。传感器节点将采集的环境信息经无线方式传给汇聚节点,汇聚节点通过RS232串口将数据传到上位机的数据库中,实现了丘陵葡萄园环境信息的无线实时监测。试验研究表明,系统具有功耗低、传输数据实时可靠等优点,能很好地实现丘陵葡萄园环境监测的应用要求。     

基于BIM技术与B/S架构的大坝安全可视化监测系统

为了实现大坝整体结构、安全监测测点布置及监测成果的可视化展示功能,并且能够及时、准确地掌握大坝运行状态和异常情况,以甘再碾压混凝土重力坝为例,对传统大坝安全监测系统存在的问题进行了深入的分析与解答,并围绕问题提出了可视化的大坝安全监测系统思想,利用Revit、Dynamo、Civil3D等主流BIM软件建立了大坝主体结构及监测点的模型族库,集成了大坝及监测系统的三维可视化BIM模型.借用于BIMFACE平台轻量化技术、PHP脚本语言和MySQL数据库等现代化信息技术,开发出基于B/S架构的甘再大坝安全可视化系统,实现了BIM模型的Web轻量化展示,可通过客户端浏览器在三维模型中直观查看大坝结构、监测仪器信息以及监测点时程曲线变化等内容.通过本系统的应用,大大提高了大坝运行期间安全监测的可视化管理水平,同时对传统的大坝安全监测系统提出了现代化的建立方式与思想.     

重大植物疫情管理信息系统建设与实现

为创建重大植物疫情管理信息系统,发挥其在现实重大植物疫情管理中的作用,对重大植物疫情管理信息系统的创建原则进行探究。遵循经济性原则、稳定性原则以及保密性原则,创建包括监测预警系统、地理信息系统、诊断系统、视频会议系统、阻截系统等模块的重大植物疫情管理信息系统,并以漳州和厦门大豆疫霉菌管理为例,探究其实践效果。实践效果表明：该重大植物疫情管理信息系统能够快速、准确地采集重大植物疫情信息,并做好数据实时共享,可以提升重大植物疫情监测、预防以及管控等质量,开创重大植物疫情管理的新局面。     

基于物联网的浮标水质监测系统与溶解氧浓度预测模型

为促进近海养殖业信息化发展,更好地实现对近海养殖环境的监控,设计了基于浮标平台的环境监测系统。利用STM32L475微控制器定时采集光照、温度、pH值、溶解氧浓度等信息,通过物联网技术将数据传输至云监测平台,实现了多区域环境信息远程监测和多终端访问。提出了改进遗传算法BP神经网络的溶解氧浓度预测模型,实现对近海养殖环境的预测;根据所采集的数据,利用改进遗传算法对初始权重和阈值进行优化得到最优参数,在此基础上构建BP神经网络溶解氧浓度预测模型。通过试验验证了该系统海洋环境信息采集的准确性与可靠性,以及溶解氧浓度预测模型的有效性;与传统遗传算法BP神经网络预测模型相比,平均误差由0.0778mg/L降至0.0178mg/L,能够满足近海养殖的实际需求。     

基于北斗卫星通信的林区小气候监测系统研究

为实现无手机信号林区生态系统参数的实时监测,基于北斗卫星短报文、物联网和云存储等技术,设计了一种林区小气候实时监测系统。该系统由小气候监测站、云服务器和系统软件构成,可实现林区大气、土壤、光照和植物等多参量的实时监测、云存储、动态查询、报表生成和大数据分析。系统对森林火险天气指标的计算进行平滑处理,加入了枯枝落叶层土壤湿度火险因子,实现了森林火险天气等级预报功能,为局部林区的防火预警服务。通过2017年3—5月在北京鹫峰国家森林公园的连续测试实验,3个小气候监测站可以稳定可靠地获取11种林区小气候数据,北斗卫星传输正确率分别为98.57%、99.43%和99.59%,达到了对林区小气候进行长期实时监测的目的,通信费用低于铱星卫星通信。该系统自2016年在北京、内蒙古、河北和河南等地推广应用,为林区的生态大数据获取和分析提供服务。