基于嵌入式ARM的孵化箱温湿度控制系统的研究

孵化设备是仿生学的一种应用,模拟自然界的孵化环境,提供胚胎发育适宜的条件,用于家禽种蛋的孵化.而温湿度是影响孵化效果的重要因素,直接影响出雏率和健雏率.本文设计了一种基于嵌入式ARM的孵化箱温湿度控制系统,利用温湿度传感器采集孵化箱内的温湿度,再通过外围的增温、增湿、降温、除湿系统来完成对孵化箱温湿度的控制.     

基于模糊PID控制的NB-IoT果蔬农业物联网系统设计与试验

针对传统果蔬农业大棚环境数据感知不强、现场维护工作量大、无线覆盖区域受限、生产管理效率低、成本高的问题,提出一套基于模糊PID控制的NB-IoT果蔬农业物联网系统设计。以STM32L475VET6超低功耗芯片为主控芯片,通过NB-IoT和ZigBee双协议融合组网技术和环形缓冲队列算法组建广域无线网络,设计现场监测终端与远程云监控平台,将局域终端节点采集的环境因子信息接入云服务器进行统计与分析。系统根据采集到的数据自动调控反馈控制设备,达到低功耗模式下的广域覆盖监测并智能反馈调控果蔬大棚环境因子的目的,实现感知层、网络层到平台层和应用层一套完整的果蔬大棚物联网系统设计。将模糊PID控制算法应用于温棚环境调节的仿真测试表明,系统平均丢包率为0.088%,空气温湿度、土壤温湿度、二氧化碳浓度等环境因子参数平均相对误差保持在0.5%以内,NB-IoT休眠功耗小于9μA,能实现智能反馈控制并保证系统多节点部署、多参数检测、低功耗工作、广覆盖通信的条件,使系统具有更高的复杂环境适应性和稳定性。     

基于物联网的远程温室视觉监控系统设计与实现

在当前智慧农业的大环境下,农作物生长过程的识别与监控问题一直是一项具有挑战性的任务,基于此提出一种基于物联网的远程温室视觉监控系统,系统通过LoRa无线通信技术监测温室内的温湿度、光照强度等环境参数,能够及时监测到农作物的生长状况,并实现自动通风、自动补光等功能。在PC端的Qt上位机实时监测温室内的环境信息并控制环境参数,通过OV9726摄像头对农作物进行监测,所获得的生长状态信息传输到S3C6410集中控制模块进行处理,结合克隆选择算法和朴素贝叶斯分类器对叶片进行识别处理。本系统采用LoRa模块进行自组网来实现环境监测,将Linux操作系统移植到集中控制模块,为视觉系统软硬件平台的搭建做准备工作,所使用的组合算法能够使得农作物叶片识别率达到95.3%,识别时间达到8.4 ms,对于叶片识别精度等方面有着明显的提升,经过实验充分验证本系统所使用的设备与算法的有效性。     

基于物联网草莓生长环境远程监控系统的设计

采用ZigBee无线网络、传感测量技术、C#编写上位机软件及SQL数据库和C#asp.net,设计了一个基于物联网草莓生长环境的远程监控系统。该系统实现了用户通过PC或手持设备远程登录监控系统网站,对环境参数的实时数据和历史记录进行查看,并且对草莓温室内设施进行远程控制。     

基于以太网和移动平台的奶牛场环境远程监控系统

针对现有奶牛场环境远程监控系统移动性差、操作复杂、功耗高等缺点,开发了一种基于以太网和手机微信开放平台的奶牛场养殖环境远程监控系统,实现了奶牛场温度、湿度、CO2浓度、H2S浓度、SO2浓度、NH3浓度等环境参数的精确采集和远程实时监控。系统通过以太网进行数据传输,利用Kingview 6.55工业组态软件开发了上位机监控软件系统,将上位机监控系统数据库与微信公共平台有机融合,实现了利用手机微信客户端完成对奶牛场环境远程监控的功能。经过实验室仿真试验及在奶牛场的实际运行试验证明,该系统运行稳定可靠,实时性好,监控效果理想,数据丢包率在100 m范围内最高仅0.041%,有效地解决了对奶牛场环境信息进行实时现场监控和远程监控的问题。     

小型空气源热泵式孵化机的设计与性能测试

在对传统电加热孵化机存在的耗电量较大、成本较高且对环璄不友善等问题分析的基础之上,作者自主研发了新型节能空气源热泵式孵化机。该类型孵化机克服了节能孵化机受到时间、气候、地理等条件的影响,利用热泵较高的能效比,从而大大提高了能源利用率和效率。另外,孵化机模拟家禽自然孵化的方式,即持续变温的孵化方式,大大提高了家禽后期对环境的适应能力和生存能力。该孵化机具有高效、节能和环保等优点。经测试和孵化试验验证,孵化有效区域温度场均匀性良好,最大温差为0.4℃,平均最大温差为0.28℃;孵化周期内压缩机平均开停比为1:5,其加温耗电量与传统电加热式孵化机相比,节电率高达83.76%;孵化率达90%以上,健雏率达97%以上。     

基于LoRa和组态软件的植物工厂环境监控系统的研究与实现

为实现植物工厂内环境参数的采集和智能远程监控,研究并开发出一套基于LoRa无线数据采集系统和组态软件(力控组态)的智能监控系统.组态软件为控制系统的上位机,基于LoRa无线网关和无线传感节点来采集植物工厂内部的环境参数,通过Modbus通讯协议实现上位机与Lo-Ra网关之间的通讯,并在工控机的上位机软件中实时显示植物工...     

共享农机技术可行性研究——以圆捆机为例

共享经济模式不断应用于农业生产,以共享农机为媒介的经济合作形式发展迅速,其运行过程中,远程监控技术不可或缺。以圆捆机为例,基于物联网技术,设计圆捆机作业过程远程监控系统,传感器采集圆捆机动静器件状态,PLC输出相应动作并将圆捆机状态信息传送至网络模块,完成现场端与远程端信息交互,GPS模块采集位置信息,实现圆捆机作业状态远程监控、位置定位、画面监控、远程熄火、故障报警、工作量云存储等。经试验,数据实时高效传输,系统稳定运行,以期为共享农机模式中远程监控环节提供技术支持。     

基于NB-IoT的非洲猪瘟防控装置的研究

【目的】非洲猪瘟感染性强、传播速度快,对我国养猪场带来了巨大的养殖风险,研究NB-IoT技术与养猪场的消毒需求具有重要的现实意义。【方法】在理论分析NB-IoT技术、非洲猪瘟病毒防控理念的前提下,通过NB-IoT网络分析养猪场中的各项数据,采用由养殖场的湿度、温度、CO₂三位一体的传感器监测设备、显示屏、云服务、电脑端云平台组成的环境监测系统,通过STM32单片机,反馈环境状况,向电阀门发出指令,喷洒消毒水。【结果】笔者设想的基于NB-IoT的非洲猪瘟防控装置采用创新的消毒方式实现了对养猪场的定期消毒,并在NB-IoT的控制下,可以实现对养猪场的远程监控及实时传输环境监测数据。【结论】NB-IoT技术在养猪场中的应用可以达到有效预防非洲猪瘟病毒的效果,减小非洲猪瘟病毒对我国养猪场产生的影响。     

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。     

基于物联网的菜田土壤温湿度监测系统设计

为满足菜田土壤温湿度监控的需要,针对当前蔬菜种植过程中信息化、可视化程度不高等问题,围绕物联网三层架构模型,开发一套可用于菜田的土壤温湿度在线监测系统。该系统由无线土壤温湿度传感器、LoRa协调器主汇聚节点和Web物联网开发平台组成。无线土壤温湿度传感器可实时快速采集土壤温湿度信息,在软硬件上具体阐述低功耗的设计理念,采用模块化的供电方式和分时节能算法提高节点能量有效性,采用数据融合算法及自定义数传协议提高数据传输可靠性;LoRa协调器主汇聚节点实现中短程数据汇总,继而通过4G网络远距离传送至服务器;服务器部署有MySQL数据库、Socket网络端口监听工具以及Web物联网开发平台,用户可通过手机APP或PC浏览器查看实时或历史报表。对传感器数据准确性、通信可靠性和Web物联网开发平台进行测试,测试结果表明：该传感器温度及湿度标定曲线决定系数分别为99.54%和94.59%,整机通讯平均丢包率为4.73%,待机功耗小于11.28 mW,发射瞬时功耗小于662 mW。整个系统稳定可靠,具有成本低、测量精度高、实时性强等优点,可用于菜田中土壤温湿度的实时在线监测。     

基于 ZigBee 技术的食用菌栽培环境监控系统的研究

为了促进食用菌栽培产业的发展,采用流行的 ZigBee 技术、结合 GPRS 通讯技术,设计了一个食用菌栽培环境监控系统。该系统由无线传感器网络和远程控制平台两部分组成,可以对温度、湿度和二氧化碳浓度等环境参数进行短距离数据采集和远程监控,为食用菌提供优质的生长条件。试验表明,该系统性能可靠稳定,能够实时、全方位地监测与控制各环境参数,提高了食用菌繁殖的成活率,降低了投资成本,为食用菌栽培产业的发展提供了自动化技术支持。     

电脑孵化机多变量模糊专家控制

基于现代家禽孵化工艺要求,将复杂的多变量耦合孵化过程控制系统分解成风门控制子系统、加热控制子系统和加湿控制子系统,提出一种多变量模糊专家控制器及其解耦设计方法,成功地应用于家禽孵化设备,实现了孵化机模糊专家计算机控制系统,提高了孵化机的控制性能和自动化水平,从而提高了孵化率,减少了弱雏数量,并减轻了工人的劳动强度。     

基于物联网木耳栽培控制系统

针对当前木耳栽培温室控制系统远程监控功能响应慢、稳定性差问题,利用台达DX2100L1网络模块基于DIAView工业物联网平台构建木耳温室远程控制系统,实现温室环境信息远程集中管理。传感网络感知室内环境,PLC作为核心控制器根据木耳最佳环境参数按照逻辑程序发出相应调温、调湿、光照行为指令,HMI现场人机交互,DX2100L1负责现场与远程端信息交互,完成本地设备与远程PC通信,基于台达DIAView开发环境,设计温室远程监控界面,实现温室环境远程监控、信息报警、农艺配方远程下载、木耳生长过程溯源等;经试验,数据实时高效传输,各项功能良好,系统稳定运行,以期为食用菌环境调控系统网络化、智能化提供理论支撑与技术支持。     

基于LoRa无线传感网络的温室测控平台的开发

介绍了基于LoRa无线传感网络搭建温室测控平台的硬件设计和软件开发。该平台充分利用LoRa无线传感网络的广覆盖、大连接和低功耗的特点,适应各类温室的全部自动化设备联网需求;利用STM32F101R微处理器的低功耗高性能特点,提升测控模组可靠性;运用成熟的透传云技术,建立远程的统一管理平台。经实际测试,该平台具有标准化程度高、可靠性强、适用性广的优点,非常适合温室环境监测和各类农机控制,在农业物联网领域具有广阔的市场前景。     

灌区测控一体化闸门系统设计与试验

【目的】实现灌区明渠输配水的智能化控制。【方法】采用传感测量、电气控制、机械设计制造和无线通信等技术,研发了一种基于PLC和物联网的灌区测控一体化闸门系统,该系统主要包括两大部分:现地闸门终端和物联网远程监控系统。本研究运用矩形渠道平板闸门的过流量检测方法,然后融合信息采集、自动控制等技术,使该闸门系统具备渠道水位、闸门开度、过闸流量等参数的计量功能;采用对称双齿轮齿条作为平板闸门升降的传动机构,提升了闸门启闭运行的稳定性、安全性和效率;研制了基于PLC的现地闸门终端控制装置,具有闸门终端远程通信和自动控制的功能;开发了远程监控平台软件,包含手机端和电脑端,实现了对闸门的远程监控与工情数据管理。【结果】闸门终端工作性能稳定,系统具有计量精度高、稳定性强、操作和维护方便的特点,闸门开度控制的最大误差为1mm,网络丢包率接近于零,自由出流的测流误差小于4.6%,淹没出流的小于8.3%。【结论】因此,该系统适用于灌区中小型渠道输配水过程的精准控制。     

基于LoRa的温室大棚监控系统云平台应用实现

以温室大棚监控系统为研究对象,利用无线传感网络技术、LoRa通信技术及GPRS通信技术构建出一种温室大棚环境参数监控系统,并进行系统的硬件及软件设计.试验验证表明:系统可有效的进行数据通信,监控过程具有较高的可靠性.     

基于机智云平台的温室番茄远程监控系统

设计了基于机智云平台的温室番茄远程监控系统，上位机由手机APP终端和机智云平台组成，下位机部分采用STM32F103单片机作为控制器将传感器获取的环境参数上传至上位机，ESP8266 Wi-Fi模块实现了上位机与下位机之间的数据交互。用户可使用上位机对温室番茄环境生长参数进行远程监测和实时调控，经测试该设计数据获取准确、系统运行稳定，实现了预期的功能。      

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。     

家禽孵化环境监控系统中温度传感器的设计

家禽孵化是禽胚在母体外发育成雏禽的过程。禽胚发育需要一定的环境条件(即温度、湿度、翻蛋、凉蛋等),只要能满足禽种所需条件,禽胚即能发育成雏。为此,根据温度传感器的原理来选择敏感元件及放大器等主要器件,并利用Mathematica对热敏电阻的电阻阻值与温度之间的关系进行曲线拟合,以满足家禽孵化环境监控系统中温度传感器的设计要求。