基于嵌入式系统的温室大棚管控系统设计

温室大棚能够克服不同地理环境对农作物生长的限制,减轻自然条件对农作物种植的影响,目前已被广泛使用。但大多温室大棚的管理仍采用人工管理,存在人工管理效率低、成本高、管控不精准、风险无法预估等问题。基于此,笔者设计研究了一种集移动互联网、云计算、物联网等技术于一体,基于ARM嵌入式系统,以STM32F103C8T6芯片为核心的大棚智能管控系统。仿真结果表明,该系统可以实现对温室大棚环境数据的采集、存储以及对大棚卷帘、通风、补光等设备的远程控制,减少种植的人力成本,降低生产风险,提高温室种植大户及育苗大户的人力资源管理水平,切实推进乡村振兴,助力农业农村现代化。     

基于物联网技术的农田滴灌远程控制系统的研发

【目的】传统模式下的农田灌溉通常采用人工方式对农田进行灌溉,随意性较强,水资源利用率低,为了有效解决上述问题,提高农业水资源利用率,实现传统农业向智能农业的转变。【方法】笔者结合物联网技术,从传感器信息采集模块设计、终端控制模块设计以及无线传输模块设计、上位机设计等方面进行研究,设计了一款基于物联网技术的农田滴灌远程控制系统。【结果】该农田滴灌远程控制系统在应用过程当中能够保持正常运行,满足不同类型环境的需求,尤其适用花园、温室蔬菜大棚等封闭的环境,有效降低了人力成本,充分满足了农田区域化的灌溉需要。【结论】该农田滴灌系统实现了对农田中的电磁阀启停控制以及节水灌溉任务,保障了农作物能够在适宜的环境中生长,推动了农业增产增收,实现了智能化精准农业,应用前景广阔。     

农业温室大棚温湿度监控系统设计与应用

【目的】传统意义上的环境监控系统大都采用分散监控和维护的方式,不仅浪费物力、财力和人力,而且系统的可靠性相对较差,亟需解决这些问题。【方法】笔者提出了一种基于嵌入式技术的智能化农业温室大棚环境监控系统,该监控系统通过采用下位机和上位机两个独立的子系统,能够实现对农业温室大棚内部环境的多点网络式监控,应季节变化配置监控系统监测参数。【结果】温度调试模块、湿度采集模块运行良好,上位机界面显示正常,能够实现实时智能化的监督与控制。【结论】创新设计后的农业温室大棚温湿度监控系统不仅可以降低系统监控成本,给设备维护管理者提供便捷,提高其工作效率,还可以应用于其他任何需要环境监控的领域,有助于推进农业生产智能化进程。     

基于作物生长模型的智能灌溉控制系统

【目的】鉴于水资源日益短缺,农田灌溉技术迫切需要进行自动化和智能化改革,开发高效的灌溉控制系统迫在眉睫。【方法】本研究利用主控芯片为STM32f103RCT6的单片机与传感器模块、LoRa模块、GPRS模块等外围电路设计了一款智能灌溉控制系统。该系统可以准确获取作物生长环境信息,包括水分、温度、光照等,而强大的STM32f103RCT6芯片可依据作物生长模型对采集的数据进行分析处理,对作物的需水需肥量做到针对性预判,形成科学的灌溉决策并指导灌溉系统工作,经过系统决策,自适应控制灌溉设备进行精准灌溉。【结果】该智能灌溉控制系统既能够促进作物生长发育,又能提高水肥利用率和作物产量,促进农业增产增收,改善土壤环境,并且控制方式灵活多样,通用性强,经济性好,符合国家绿色发展理念,实现了经济效益和社会效益的双丰收,对发展现代化设施农业具有重要的意义。【结论】此系统的研发,有利于解决农业灌溉水资源浪费严重、智能化水平低的痛点,满足现代农业飞速发展的需求。     

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。     

基于云平台设施种植监测系统设计

在"互联网+农业"的背景下,为有效的对温室内植物生长环境进行监测与管理,实现"一个中心、一个平台"的管理模式。通过物联网、移动互联网、云计算等信息技术与传统农业生产相结合,搭建农业智能化、标准化生产服务平台。本系统硬件微处理器模块采用MSP430,无线射频模块采用CC1101对数据进行传输与接收,采用多传感器自适应融合算法对环境数据进行处理,通过阿里云(ECS)技术将中间件部署在云端作为信号传输中介。系统能够实时监测环境信息、温室画面,并且能够依赖网络从云服务器下发指令远程控制温室内机构,达到适宜作物生长的环境。该系统稳定可靠,数据传输误差小于8%,保证数据不丢失。     

基于安卓平台的温室大棚监测系统研究

我国是农业大国,以前的农业种植采用的是人力劳作方式。随着科技的发展,种植手段已然改变,科学家将智能化带入农业,为农民带来了福利。文章设计了一种基于安卓平台的温室大棚监测系统,该系统可以对温室大棚内的温湿度、光照强度、土壤温湿度等各种物理参数进行采集和处理,控制器将参数数据汇总之后通过GPRS通信模块发送给用户的手机。用户可以通过手机连接云服务器,随时随地查看温室大棚内的情况,并控制卷帘和风扇。该系统降低了农民的劳动强度,提高了农作物的产量,增加了农民的收入。     

物联网技术在智慧农业中的应用

【目的】为突破农业领域数据采集困难与智能化程度低等技术发展瓶颈,建设农业物联网,制定农业物联网解决方案至关重要。【方法】本研究利用嵌入式技术、PLC技术、ZigBee组网、计算机网络技术等物联网技术,通过搭建物联网技术在智慧农业的网络链路环境,设计了物联网技术的四层结构图,包括硬件层、网关层、云平台层和应用层。设计了智慧农业网络链路、大棚种植自动化管理控制系统、环境监测子系统和安防监控子系统。【结果】通过建设实时、动态的物联网信息采集系统,可以实现快速、多维、多尺度的信息实时监测,实现农牧业智能监控、智能控制以及农业的可视化、精细化管理。【结论】在智慧农业中应用物联网技术,实现农业生产的自动化控制、信息共享等功能,促进传统农业转型升级,助推我国农业的现代化发展。     

基于农业物联网的智能温室系统架构与实现

农业物联网能实现农业管理的数字化、网络化和精准化,基于农业物联网的温室监控系统可实现温室环境的远程监测和智能控制。通过分析温室监控的特殊需求并参考物联网的标准架构,提出了智能温室物联网的架构方案。根据该架构方案设计了完整的温室监控物联网:感知控制层基于Zig Bee和RS485传感器网络及计算机控制模块,并针对可靠性、可扩展性和低功耗进行了优化设计;网络传输层支持多种数据传输方式和数据同步机制,建立了系统层间数据枢纽;应用层包含数据中心、WEB服务器和智能控制策略系统,提供了基于Hadoop和My SQL的海量温室历史数据的云存储解决方案、高可用免维护的云服务器和基于大数据和机器学习的控制策略;终端接入层采用WEB前端技术和React Native为系统提供了可视化界面。该智能温室物联网系统在连栋塑料温室实验基地的长期工作表明:系统运行稳定可靠,能有效提高温室生产的科学管理水平。     

基于物联网的温室农业种植环境监控系统研究

为有效提升我国温室种植环境监控系统工作的智能化与精准化水平,以农业物联网为应用平台,针对监控系统进行设计研究.以温室种植的功能需求为切入点,采用物联网各层级分别构思、整体融合的方法,建立基于物联网的参数监测数学模型,并从软件设计与硬件配置两大维度构建完整的监控系统.试验结果表明:监控系统的网络数据丢包率可控制在0.70...     

基于全方位旋转喷灌喷头的智能喷灌管理系统研究

【目的】传统农业喷灌方式需要人工巡检,存在水资源利用率低、人力资源浪费、经济效益低、人为管理不精确等问题。【方法】课题组设计了一套基于全方位360°旋转喷灌喷头的智能喷灌管理系统,运用Douglas-Peucker算法对传统喷灌喷头进行了智能化改造,结合MQTT通信和树莓派、Arduino、传感器进行了云平台设计。【结果】该系统可以提供智能喷灌服务,以“X形”沿边界喷洒,可以有效避免水资源的浪费,实现全覆盖喷洒作业,并可以对特定地点进行实时监控与操作。【结论】通过系统化智慧农业服务,降低了农民劳动强度,有效解决了城市绿化的相关问题,最大程度减少了土壤污染,促进了物联网与农业的深度结合,推动了农业灌溉系统的机械化、自动化、智能化发展。     

面向温室大棚的自清洁式土壤参数监测仪研制

温室大棚土壤环境参数影响作物正常生长，需长期对其进行监测。针对现有固定式温室大棚土壤参数监测仪中传感器末端普遍长期埋于土壤中，导致传感器使用寿命缩短的问题，引入一种基于Arduino的土壤参数监测仪。该仪器可实现对土壤参数的定时检测，为植物生长所需土壤营养成分的配比和定时灌溉提供实时精准参考数据。在数据采集完成后实现对监测仪传感器探针部位的自动清洁和维护，减缓了传感器因长时间接触土壤造成的电化学腐蚀生锈，提高了传感器使用寿命。该监测仪为实现智能化温室环境动态监控物联网系统的开发奠定了一定基础。      

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。     

物联网技术在智能连栋温室中的应用研究

针对现有温室管理过程中出现的人为因素干扰和粗犷管理模式带来的诸多问题,本文设计了一种基于物联网技术的设施农业远程控制系统,对作物生长环境进行精细化的智能管理,精确控制温室内温度、湿度、光照等环境因素,营造农作物生长的最佳环境,实现农业温室作物生产精细化、智能化、多功能的现代农业温室种植模式。     

蓝莓温室智能水肥一体化系统构建

蓝莓基地传统的灌溉施肥方式,不仅水肥利用率低,造成大量浪费,带来环境污染,还导致农产品品质的降低,制约我国现代农业的健康发展。针对上述问题,利用无线传感器物联网监控技术和自动控制技术相结合,基于蓝莓生长环境和水肥需求的规律,构建包括环境信息采集系统、智能化服务平台、灌溉施肥系统以及环境调节设备,可实时监测蓝莓生长环境与生长发育状况,并根据蓝莓生长模型与精准算法及时按需足量实现对蓝莓的灌溉施肥与生长发育智能化控制的蓝莓温室智能水肥一体化系统。试验结果表明设计的智能水肥一体化系统用于蓝莓种植可节水35%~45%,节肥25%~35%,蓝莓增产10%~15%,减少60%以上劳动力,降低农业污染。     

基于物联网技术的农业精准化管控系统试验

为确定物联网技术在农业精准化管控中的作用,以设施黄瓜为试验作物,通过对比分析生长环境、土壤养分和病虫害预警等数据,讨论管控系统的管控准确性。试验结果表明,物联网技术在环境调控、土壤墒情监测、水肥一体化监测、病虫害预警方面,能有效发挥监测和调控作用,为农业生产提供数据支持。     

基于物联网的农业温室大棚监管系统设计

笔者设计了一种基于物联网的农业温室大棚监管系统,该系统通过一系列传感器实现对温度、湿度、二氧化碳浓度、光照强度等数据的实时采集。将数据发送至STM32F103C单片机控制系统中进行处理分析,同时利用WiFi通信模块配合MQTT协议接入OneNET云平台,完成与客户端的数据交换,用户可通过移动终端作为人机界面进行监控,发送远程命令控制执行设备调节棚内农业生产参数。试验结果表明,该系统具有稳定可靠、监控效果好、成本低等优点,能有效提高农业大棚种植的科学化和智能化控制水平。     

温室环境物联网监测系统的设计

农业生产环境的物联网技术推动农业生产的发展。本文设计一种温室环境实时监测系统,该系统利用物联网技术,经传感器采集环境信息,微控制器进行控制并与网络连接,再由Android智能手机Yeelink平台读取的数据,监测温室环境的温度、湿度及光照度。最后,对系统进行测试,有效监测温室环境的温湿度及光照度,为温室作物生长的环境参数提供参考。     

基于物联网的水稻生产过程精准管理系统开发

为实现水稻生产全过程的精准管理,建立了基于物联网的水稻生产全过程精准管控系统。利用无线传感器网络建立了基于物联网的农情信息监测系统,实现空气温度、湿度、光照强度等气象信息和水稻田水位、土壤含水量等信息的实时监测;开发了基于物联网的水稻农情监测物联网系统。建立了水稻种植记录管理数据库,开发了系统,实现了水稻生产全过程的溯源管理系统。     

大型蔬菜温室无线监测网络覆盖优化方法研究

为提高无线传感器网络在连栋温室内获取精准、有效且全面的作物生长信息,针对连栋温室调控与水肥决策中的物联网监测覆盖需求,提出基于区域面积覆盖强度的虚拟力覆盖优化算法(Area Intensity Virtual Force,AIVF).该算法利用相邻传感器间区域重叠覆盖面积产生的面积强度,调节虚拟力系数,建立相邻传感器最...