基于物联网的农产品全流程追溯系统设计与实现

为满足消费者对于农产品质量安全的需求,设计开发了农产品全流程追溯系统。本系统基于物联网的三层组织架构进行设计,包括设备数据采集、网络数据传输及系统开发。在系统中实现了农产品从种植、农事、采收、仓储、运输等环境的实时追溯,搭建了模块集成的大数据展示平台,向消费者全方位展示了农产品的精准信息,建立了供需信任。进一步实现了科技助农,为物联网农业发展插上了智慧的翅膀。     

基于IOT云平台的智慧农业联动系统

【目的】为解决传统农业种植、施肥、灌溉、管理粗放的生产模式,提升农业生产效率,解决劳动强度大、劳动力不足的问题,智慧农业在精细化种植管理方面的研究势在必行。【方法】笔者设计了一款智慧农业管理平台,基于物联网控制技术搭建系统,硬件云端设备采用DAMT0888型多路主控设备,数据交换采用Modbus通信协议,数据传输采用485总线手拉手传输方式;智慧平台显示方式采用多模块云组态式架构,控制台采用DO场景配置;农业主控机模块开发点位支持8路DI输入控制、8路DO输出控制、8路AI传感器信号接入,设备可拓展功能接入4块显示屏幕组建大田、大棚联合监测系统。【结果】该智慧农业系统实现了“农业环境监测+机电联动控制+信息溯源”的农业信息采集一体化,可远程监控室内外空气温湿度、二氧化碳、土壤温湿度、土壤EC值等实时数据,联动控制通风设备、遮阳电机、电磁阀浇灌、卷帘开合电机等电气设备。【结论】系统设计合理,变化曲线实时显示,监测数值实时展现;实现本地控制与联网控制同步,通过益农云、小程序和App等进行远程调控,数据以及设备状态清晰显示,通过触控屏幕操作实现了每一路电气设备的控制,每一组传感器的信息实时查...     

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。     

农业智能数据采集系统的开发与应用

【目的】便于农业科研人员实时监测和研究农业实验基地环境数据,帮助科研人员实时获取和记录农业实验基地环境的所有数据,包括环境温度、空气湿度、土壤湿度以及光照度等。【方法】提出借助物联网远程传输及嵌入式技术,开发了一套智能数据采集系统。【结果】系统支持在Web应用端和手机移动端(Android和IOS操作系统)实时查看数据曲线;当环境温度、空气湿度、土壤湿度等被监测的数据不符合要求时,系统会向指定的手机号码发送短信报警,辅助科研人员尽快采取相应的处理措施。【结论】系统使用方便,传输稳定,可靠性高,有效提高研究人员的工作效率,系统可应用于多种农业场景。     

大数据背景下的智能化农业设施系统设计

针对目前农业设施管理和环境监测能力不足、农业生产相关数据积累不够、农业生产智能化程度不高等问题,以农业温室大棚为对象,应用物联网技术,设计一个能够实时采集温室大棚的温度、湿度、土壤温湿度、光照等环境信息,并通过WIFI技术接入互联网云端控制平台或移动客户端进行数据通信,实现环境数据的实时采集、显示、存储和共享,并对采集到的数据进行分析与判断、自动调控喷灌电机和加热设备的智能化温室大棚系统。实验表明,系统具有安装简单、界面友好、实用性强、易扩展等特点,Android客户端及微信公众号实现系统的远程移动管理,良好的数据接口有助于大数据采集与分析,能够适应智能农业的大数据应用需求。     

农药喷雾车远程数字化监控作业研究

【目的】传统的农药喷雾车工作模式存在效率低、费时费力、药剂浪费严重等问题,对于提高农业生产效益来说非常不利。【方法】笔者将物联网技术和数字化管理技术应用于农药喷雾车作业中,开发了以STM32、云平台为核心的农药喷雾车硬件管理平台,分析了农药喷雾车数字化智能监控系统总体框架、硬件及软件设计,数据采集部分采用GPS设备、风速传感器、液位传感器,作业视频监控采用网络摄像头,对车的行驶控制采用伺服电动缸和继电器,数据传输部分采用ESP8266WiFi模块和4G插卡路由器,后端服务器利用阿里云服务器,采用B/S架构和SQL数据库,数据经处理并实时控制农药喷雾车的行驶和作业状态。【结果】设计的农药喷雾车数字化协同工作平台功能正确,能完成对数据的采集和发送,实现农药喷雾车作业参数的远程监控管理和车辆工作的控制。【结论】该农药喷雾车多车辆作业数字化智能监控系统性能稳定,开发成本较低,减轻了人工劳动强度,提高了农作效率和质量,为农业设备的智能化和数字化提供了参考依据。     

基于ARM的农机作业信息远程传输系统设计与实现

【目的】为了快速采集影响农作物成长的环境信息,提高生产效率及管理水平。【方法】针对现有农机作业信息远程传输系统产品功能单一、无线网络信号差、地块存在数据丢失等问题,笔者开发了基于ARM的农机作业信息远程传输系统,通过CAN总线采集作业数据信息,采用集成化SIM808模块采集卫星定位信息,设计远程数据传输协议。【结果与结论】笔者设计的基于ARM的农机作业信息远程传输系统结构精简,可实现农机作业数据空间信息远程传输,保证田间GPRS移动无线网络信号丢失时作业信息正常传输,系统丢包率低于0.2%,系统通信可靠性良好。     

基于以太网的农业环境无纸记录仪软硬件设计

【目的】针对智慧农业现场数据采集的要求及技术的发展,为实时记录和检测农业环境的各种环境参数,避免传统记录仪存在的传输速度低、容量小等缺点。【方法】课题组设计了一种基于以太网的农业环境远程数据无纸记录仪,利用STM32、铁电存储器FM25CL64、CH395等完成了系统的硬件设计,针对系统后续升级要求,完成了U盘升级程序设计,上位机可以通过以太网接口将控制命令及采集参数下发至记录仪,并控制各功能模块完成数据测量功能。【结果】记录仪可以实时在线记录现场数据,并可以通过以太网通信方式与上位机进行通信,与上位机进行双向信息传送,无纸记录仪与农业环境传感器等组成测量系统,可完成各个被测量数据的实时采集与记录。【结论】设计方案合理可行,能够满足农业环境远程无纸记录仪对大容量存储、可升级、实时传输数据的要求。     

智慧农业温室管控系统研究

【目的】目前温室管理大多采用人工管理,普遍存在耗时费力、风险不可预估、设施易损坏等情况,针对甘肃河西地区农业生产特点,设计了基于物联网、互联网技术的智慧农业温室管控系统。【方法】该农业温室管控系统将物联网、互联网技术应用其中,依托各种传感器和无线通信技术,实现数据采集、存储、传递和分布式精准控制与可视化管理;利用多种传感器采集温室温湿度、土壤墒情等环境数据,结合科学种植方案、天气因素等,提供温室卷帘、通风、补光、喷淋等设备的远程控制功能;同时,该系统提供的天气预警、农业专家资讯、不同作物科学种植方案、历史数据存储查看、温室工作人员考勤等功能,可为温室作物种植的精准管控提供保障。【结果】该温室管控系统每天平均节约卷放帘时间1.8 h,增加光照时间2 h,提高育苗产量9%,提高出苗率8%,节约用药量65%,一个100 m2标准温室节省人力2.5个,年平均节约费用0.6万元,减少肥料用量50%,减少用水量40%。【结论】该系统可提高温室种植的智能化精准管理水平,实现科学种植,提高作物种植品质,减少人力成本,降低生产风险,农户可做到足不出户智能化管理,远距离实时查看温室内情况,调控现场设备,应...     

蜂群箱体关键参数在线监测系统与性能测试

随着信息技术的发展,利用大数据分析、物联网监控、传感器感知、无线通信等技术构建一种蜂箱蜂群实时在线监测系统,是减少因开箱检查造成蜂群应激反应的可行解决方案。本研究针对蜂箱封闭环境进行实时监测困难的现状,利用STM32F103VBT6 32位微控制器,同时融合了温湿度传感器、微麦克风以及激光对射传感器,开发了一套低功耗、可连续工作的蜂群箱体关键参数在线监测系统,实现了养蜂生产过程中多参数信息获取以及蜂箱内蜂群的环境参数和生活状态的实时在线监测。系统主要包括核心处理模块、数据采集模块、数据发送模块以及数据库服务器等。数据采集模块包括蜂箱内部温湿度采集单元、蜂群声音采集单元、蜜蜂进出巢数量计数单元等,通过接入移动通信网络进行数据传输。系统现场部署性能测试结果表明,研制的系统能够实时监测蜂箱内温湿度,有效区别进出蜂箱的蜜蜂并记录进出巢门的蜜蜂数量,且自动获取的蜂群声音与标准的蜂群声音分布相吻合。本系统符合设计要求,采集参数准确可靠,可以作为蜂群相关研究的数据采集方法。     

基于LoRa的设施农业区自动气象站监测系统设计

针对设施农业区对气象站采集数据密度和时效性要求高的特点,利用传感器技术、LTE移动通信技术和LoRa无线通信技术,设计适合于设施农业区使用的自动气象站远程监测系统。以传感器模块和LoRa无线通信网络为核心,实现设施农业区气象数据大范围的无线采集;利用覆盖范围更广的LTE移动通信技术实现本地的气象数据的远程传输;气象站远程监测平台采用B/S架构,可以实现气象数据的查询、存储和数据分析等功能。测试表明,该系统在网络稳定性、信号服务质量、数据采集的时效、系统功耗等方面均能满足气象数据采集的实际需要,可以实现对气象数据的远程实时监测。     

基于Linux的模块化图像采集系统设计

【目的】近年来,图像采集技术已广泛应用于各大智能装备领域,但传统图像采集系统因过度依赖PC,导致整个智能机械体积大、成本高,不利于企业研发生产。【方法】研究小组设计了一种基于Linux的模块化图像采集系统取代PC,该系统主要包括硬件设计和系统程序设计。其中,硬件设计主要为外围设备的电路设计,包括图像采集、图像传输、图像显示等硬件模块部分,而系统程序设计主要为嵌入式Linux系统搭建、外围设备驱动程序和摄像头采集图像信息流程。【结果】对系统进行了测试验证,摄像头采集的图像信息在HDMI显示屏上显示正常,并且可以设置摄像头的亮度、曝光、白平衡等信息。网口网速平均可达938 MB/s,稳定且不丢包,满足该系统高速传输功能需求。【结论】该系统各模块工作正常,能够达到预期效果,适合工厂批量化生产,在未来的农业生产、医疗器械、产品检测等智能机械领域有着非常广阔的应用前景。     

基于NB—IoT的农产品储运测控系统设计

针对农产品物流环节中农产品配送环境难以得到有效保证这一问题,利用数据采集技术、移动蜂窝通信窄带物联网技术和无线传感器网络技术,设计农产品储运配送测控系统。以传感器模块、继电器模块和无线传感器网络为核心,实现农产品储运配送环境数据的无线采集和设备的无线控制。利用基于移动蜂窝通信的窄带物联网技术使本地的环境数据和设备可以实现远程的监测和控制。测试表明,该系统虽然受到温室大棚和节点安装位置对信号的影响,造成数据在传输过程中的丢包和时延,但系统能够正常使用,实现对农产品储运环境的远程实时监测和设备的控制。     

作物需水信息远程实时采集系统的设计

作物需水信息的快速获取和实时传输是实现智能诊断和精量灌溉的前提。为此,设计了一种实时采集影响作物需水多环境参数的多通道数据采集系统。该系统以超低功耗单片机MSP430F149为核心处理模块、西门子MC39i为无线传输模块,以计算作物需水量的彭曼—蒙特斯公式中的主要气象要素(温度、湿度、日照时数、风速、辐射)和土壤湿度作为采集对象,根据各传感器输出信号设计了数据采集通道数量及类型。设计选用了系统的实时时钟电路、数据存储模块、LCD液晶显示以及控制键盘等电路,开发了系统各模块的控制软件,实现了通道选择、数据采集、数据处理、液晶显示及无线数据传输等功能。经电位器模拟输出电压测试,系统能实现数据采集和实时显示的功能,可以应用于灌溉决策系统中作物需水信息的实时监测。     

基于物联网的农业大棚生产环境监控系统设计

结合物联网技术与现代农业生产,设计了一种农业大棚生产环境监控系统。系统由农作物生产环境监控模块、野外气象监测站、控制系统模块及管理决策平台等部分组成。部署在农业大棚内的传感器节点,采用具有自组网特点的ZigBee网络,实时采集农作物的生产信息,协调节点通过以太网将采集到的数据传输至用户端管理平台,并存储于数据存储中心;设计了多网融合、风光互补野外气象监测装置,能够根据用户选择,通过NB-IOT、LoRaWAN、WiFi、4G、以太网,完成野外的温度、湿度、光照、粉尘、风速风向、降雨量等环境,以及气象数据的传输。与此同时,系统支持自动、手动两种控制方式,用户能够通过手机APP、PC,查看农作物生产过程的实时数据,完成农业大棚内风机、卷帘、加湿器、节水灌溉装置等现场设备的控制操作。实践表明:系统在农业科技园区部署后,农业技术人员能够根据农业生产的实时监测数据,判断农作物生长的最佳条件,实现农业大棚生产的科学分析、统筹与管理,有效提高了农业大棚的管理效率,降低了人工成本,使得农业智慧化程度有了较大的提升。     

基于嵌入式的垃圾信息自动采集系统设计

【目的】设计一种垃圾信息自动采集系统,实现垃圾信息智能化自动采集。【方法】拟定一种基于嵌入式的垃圾信息自动采集系统设计方案,系统设计方案包括硬件和软件两部分,其中系统硬件包括人体感应模块、箱门控制模块、重量检测模块、图像采集模块等,系统软件包括箱门自动控制功能、垃圾图像信息自动采集和传输功能。根据设计方案,将各个模块进行调试,测试系统的稳定性。【结果】系统可实现连续工作72 h,当物体靠近人体感应模块,距离小于5 cm,箱门控制模块舵机正转,10 s后舵机反转回到初始位置,模拟垃圾投入垃圾箱,箱门自动打开和自动关闭功能;将物体放到重量检测模块,模拟垃圾放入垃圾箱入口检测单元,几秒后图像采集模块将垃圾图片通过串口传输到上位机串口调试助手显示,实现垃圾进箱后的图像自动采集功能。【结论】各个模块经过调试安装,相互作用,实现了预期的箱门自动开闭功能和图像自动上传功能,该系统运行稳定、可靠。     

基于CAN总线与串口的共轨柴油机数据采集系统设计

介绍一种基于CAN总线与串口通讯的共轨数据采集系统。该系统采用NEC公司的78K0/FE2单片机作为数据采集模块的微控器,利用CAN转RS232接口模块和MSComm控件完成数据采集模块与PC的通讯,借助VB软件开发平台,实现数据的实时显示和保存。该系统具有良好的通讯性能,灵活的连接性和很高的可靠性,能够完成对高压共轨数据的采集工作。     

基于WinCE的嵌入式农业环境监测系统

提出了农业环境远程监测系统方案,详细阐述了数据采集模块与串行通信模块的设计方法,建立了由多路传感器采集的数据通过ARM9嵌入式开发平台进行显示,并由串口完成嵌入式平台与PC机的数据通信环境监测系统.实验表明,数据采集及通信工作性能良好,具有很强的通用性.     

网络型圆草捆打捆机控制系统关键技术研究

以圆草捆打捆机控制系统为研究对象,提出了基于台达工业物联网平台DIACould网络型圆捆机控制系统设计思路,系统由PLC(Programmable Logic Controller)、HMI(Human Machine Interface)、传感网络、电液阀门、网络模块及GPS模块等构成。工作时,传感网络采集打捆机动静器件状态,PLC根据传感网络获取信息,按照逻辑程序发出相应控制命令,HMI人机交互,电液阀门负责输出打捆机各部件动作,网络模块完成云平台信息交互,GPS模块采集位置信息,实现了打捆机作业状态远程监控、位置定位、远程熄火、故障远程报警、工作量云存储及画面监控等。试验结果表明:系统数据实时高效传输,系统稳定运行,可为打捆机控制系统网络化、智能化提供理论支撑与技术支持。     

政策·数字农业部：启动农业物联网区域试验工程

4月23日,农业部印发了《农业物联网区域试验工程建设工作方案》。《方案》提出,在天津、上海、安徽三省市率先启动农业物联网区域试验工程。安徽大田生产物联网试验区以大田作物“四情”（苗情、墒情、病虫情、灾情）监测服务为重点,通过远程视频监控与先进感知相结合的农情数据信息实时采集、高效低成本信息传输和计算机智能决策技术的集成应用,实现大田作物全生育期动态监测预警和生产调度。该试验区将建设大田作物农情监测系统、基于感知数据的大田生产智能决策系统、基于物联网的农机作业质量监控与调度指挥系统、集成于12316平台的大田生产信息综合服务平台等。