基于物联网技术的农业信息远程监控系统

发布时间：2020-08-11 14:09

【摘要】：提高农作物产量,保证农作物在适宜的条件下生长是一个重大难题,农业环境参数信息无法实时在线准确测量。随着物联网、网络通讯技术的迅猛发展,通过物联网技术、、Zigbee无线通讯技术、GPRS无线网络通信技术、传感器技术、大数据处理技术、自动化智能化控制技术,实现农业信息数据的交互与贡献实现农作物信息远程监控变得可能,提高了农业环境温湿度、光照强度、二氧化碳浓度等测量精度,并可经过处理提取有关被测环境信息的特征参数。本文首先介绍系统的性能指标要求,并由此提出系统的总体设计方案,通过对系统的感知层、网络层、应用层论证,构建起系统的硬件架构。系统总体框架由环境参数采集模块、数据传输模块、控制模块、视频模块、报警模块组成,根据外界环境的变化,各个模块实现各自的系统功能,并由模糊PID复合线性算法对温度进行调控。其次,根据系统实现的功能结合软件模型,设计系统的软件监控平台,通过平台实时监控环境数据信息,并可以对数据和设备进行有效的控制,使农作物生长在最佳的环境。最后,结合硬件的搭建和软件开发,完成系统的整体设计。本文采用采用在实验室、温室环境下对系统的稳定性、可靠性进行验证。实验室条件下通过对温湿度数据精确采集,有效验证系统的稳定性。在温室条件下,控制决策过程中采用模糊PID算法,使得系统数据采集精度显著提高,进一步方案的正确性。
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S126;TP277
【图文】：

框图,总体设计,框图

图 2-1 总体设计框图联网农业中感知层是基础数据提供层，主要作用是通过数据采集模控环境数据参数。并由各系列传感器组成，传感器获取的数据经智块传送至上层。采集的主要数据由环境温度、温湿度、光照强度、二氧化碳强度等参数构成。网络层以局域网、互联网为基础构建起通道，主要将采集数据传送至上层，兼管整个网络系统的管理功能知层与应用层之间的桥梁，将感知层的数据传送至信息处理单元，监管处理，同时对感知层传达命令信息，进行相关环境设备调控，到农作物生长的最佳条件。除此之外，应用层还负责数据的存储能[19]。感知层

结构图,结构图,农业温室,服务器模块

第二章系统总体设计方案设计的物联网农业信息远程监控系统结构中，感知层主要通过度传感器、光照强度传感器、土壤 PH 值传感器、二氧化碳强节点构成，安置在温室大棚内的传感器搭建起 Zigbee 和 GPR农业温室环境数据参数的采集与监测，同时控制服务器模块将行存储、分析，与上层网络通讯之间对接，能够及时根据网络成准确的数据查询和控制。此外，感知层还负责完成对驱动设备灯、报警模块、敞篷设备、浇灌设备的关闭[20]。总之，客户端进行传递，实现参数变更和相应设备的正确控制。感知层控制

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图 2-3 网络层结构图过 Zigbee 与 GPRS 构建起异网融合结构，将采集的温度、湿度值、二氧化碳等数据传送至监控处理中心，以组态软件构成应用户端可以经过电脑、手机访问监控系统控制界面，实时掌控农作息[22]。用层联网的核心功能是对传感器采集的信息进行有效的更新利用，根数据，形成与实际预设相匹配的动态数据库，用户端控制者可以温室进行日常的维护和管理，终端用户可以使用电脑、手机、IP络层的 Zigbee 网络和 GPRS 网络对数据进行有效的传输。

【参考文献】