基于WebGIS和物联网的农业大棚监控系统研究
发布时间：2021-01-02 02:07
由于我国人多地少,传统农业具有生产效率、信息化程度低的特点,是我国农业现代化的瓶颈。随着无线传感技术、通信技术和智能控制技术的发展,物联网已经广泛应用到农业生产中能够实现对农业的自动化管理,提高劳动效率。本文将WebGIS与物联网技术融合应用到农业大棚监控系统中,利用WebGIS强大的空间可视化能力,将基于‘点’的监测与空间数据‘面’融合,用户能更直观地观察大棚内传感器采集到环境因子如空气温湿度、二氧化碳浓度等数据,还能通过环境调节设备调节大棚内的环境,并能控制算法实现大棚自动控制与管理。本文首先论述了基于WebGIS和物联网的农业大棚监控研究的背景及其意义,以及国内外物联网农业大棚监控系统的发展现状,然后讲述了基于WebGIS和物联网的农业大棚监控系统在实现过程中用到的关键技术和相关的知识理论。在系统分析的基础上,结合用户的实际需求,本文首先设计了系统总体设计方案,其中包括数据采集模块、系统云基站和远程监控系统三个部分。通过在大棚内安装数据采集节点（传感器、摄像头）,用户可以对农作物的生长环境进行实时监测,系统把监测到的数据上传到系统云基站,同时把数据发送给远程监控系统,然后用户可通...
【文章来源】：长江大学湖北省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
农业物联网系统架构
图 2-2 Socket 通讯流程图Fig.2-2 Flow chart map of socket communication客户端 socket 通讯的工作流程：(1)首先创建套接字 Socket(af，type，protocol)它将返回一个 socket 描述符唯一标识一个 socket。然后调用 bind(sockid， local addr， addrlen)（可选，若不指定则由系统内核随机分配）将 socket 绑定到指定的 IP 地址和端口号。(2) 建 立 了 客 户 端 通 讯 Socket 后 。 使 用 Socket 的 DatalnputStream() 和DataOutputStream()方法来创建输入/输出流。(3)建立输入/出流对应的 write()和 read()两组方法实现读写操作。按照预定的通信协议将数据打包写入到服务器并等待其做出相应的相应从而完成一次通信。(4 ) Close()方法关闭输入/出流和套接字。服务器端 Socket 通讯的工作流程:(1)开始创建 ServerSocket 对象，定义好端口号和 IP 用来监听客户端请求listen( Sockid ，quenlen)。
FFmpge 是一个开源的多媒体解决方案，提供了一套完整的录制、转换以及流化音视频的跨平台解决方案。FFmpge 转码器是音频解码器与编码器的结合，它可以将一种视频格式（如 FLV）转换成另一种视频格式（如 AVI）[33]。该系统采用海康威视的摄像头，支持 RTSP 实时流传输协议，RTSP 协议是TCP/IP 协议体系中的一个应用层协议，定义了一对多应用程序如何有效地通过 IP网络传送多媒体数据，它主要实现的功能是传输并控制具有实时特性的媒体流。HLS 协议是由 Apple 公司定义的用于实时流传输的协议，基于 HTTP 协议实现。传输内容包括 M3U8 描述文件和 TS 媒体文件两部分[34]。在该系统中，我们需要把视频的 RTSP 协议转码成 HTTP HLS 直播协议，这样可以支持在不同的终端（pc，iphone，ipad 等等）播放。从多路 RTSP 输入源中提取 AAC 编码的音频和 H.264编码视频数据，并生成 HLS 直播协议所支持的 MPEG-TS 格式分段文件以及对应的 m3u8 描述文件。输入数据为来自摄像头的 RTSP 视频流，然后利用 FFmpeg 将其输出到 FFserver 监听的服务（Feed）上，然后客户端（vlc）可以播放 FFserver广播的经过转换后的视频流（Streams）。下图 2-3 为实现的具体流程：
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于物联网技术的远程智能灌溉系统的设计与实现[J]. 李兴华,宋鹏宇,王想实,周薇. 电脑知识与技术. 2016(08)
[2]WebGIS在农业环境物联网监测系统中的设计与实现[J]. 杜克明,褚金翔,孙忠富,郑飞翔,夏于,杨小冬. 农业工程学报. 2016(04)
[3]基于物联网的温室智能系统研究[J]. 都妍美. 企业技术开发. 2015(27)
[4]基于物联网与WebGIS的智能公交系统[J]. 王小康,李景文. 测绘与空间地理信息. 2015(03)
[5]物联网在设施农业中的应用[J]. 刘志辉,朱旭东. 安徽农业科学. 2014(33)
[6]茶叶物联网系统的设计与实现[J]. 刘小虎,汪兴,吴蒙,王静. 安徽农业科学. 2014(16)
[7]农业物联网技术在作物种植环境系统中的应用[J]. 宋艳,王果. 中小企业管理与科技(下旬刊). 2013(09)
[8]物联网技术在烟草工业企业的应用探讨[J]. 张钦峰,袁宝山,刘新,王新亭. 物流工程与管理. 2013(07)
[9]物联网技术在农业中的应用[J]. 张凌云,薛飞. 广东农业科学. 2011(16)
[10]实现“十二五”良好开局 加快发展现代农业[J]. 韩长赋. 农村工作通讯. 2011(01)
硕士论文
[1]基于物联网的智能农田远程监控系统的设计[D]. 姜元.哈尔滨理工大学 2016
[2]基于嵌入式系统的农业大棚环境优化控制的研究与应用[D]. 张丽良.沈阳理工大学 2016
[3]温室蔬菜大棚监控系统研究与实现[D]. 李海南.吉林大学 2015
[4]基于物联网技术的温室大棚监控系统的设计与实现[D]. 孟庆海.天津大学 2014
[5]基于物联网的智能农业系统运用[D]. 覃梦甜.武汉轻工大学 2014
[6]智能大棚监测与控制关键技术的研究[D]. 豁保强.天津科技大学 2014
[7]基于Android平台的煤矿安全监测GIS系统的设计与实现[D]. 逯欣欣.西安科技大学 2013
[8]基于物联网的精准农业大棚监控系统的设计与研究[D]. 吴小莲.江西农业大学 2013
[9]基于Flex框架的Web即时通讯系统的研究与实现[D]. 刘昭纯.中国海洋大学 2013
[10]基于物联网的现代农业信息智能化系统研究及应用[D]. 冯颖.天津大学 2013
本文编号：2952436
【文章来源】：长江大学湖北省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
农业物联网系统架构
图 2-2 Socket 通讯流程图Fig.2-2 Flow chart map of socket communication客户端 socket 通讯的工作流程：(1)首先创建套接字 Socket(af，type，protocol)它将返回一个 socket 描述符唯一标识一个 socket。然后调用 bind(sockid， local addr， addrlen)（可选，若不指定则由系统内核随机分配）将 socket 绑定到指定的 IP 地址和端口号。(2) 建 立 了 客 户 端 通 讯 Socket 后 。 使 用 Socket 的 DatalnputStream() 和DataOutputStream()方法来创建输入/输出流。(3)建立输入/出流对应的 write()和 read()两组方法实现读写操作。按照预定的通信协议将数据打包写入到服务器并等待其做出相应的相应从而完成一次通信。(4 ) Close()方法关闭输入/出流和套接字。服务器端 Socket 通讯的工作流程:(1)开始创建 ServerSocket 对象，定义好端口号和 IP 用来监听客户端请求listen( Sockid ，quenlen)。
FFmpge 是一个开源的多媒体解决方案，提供了一套完整的录制、转换以及流化音视频的跨平台解决方案。FFmpge 转码器是音频解码器与编码器的结合，它可以将一种视频格式（如 FLV）转换成另一种视频格式（如 AVI）[33]。该系统采用海康威视的摄像头，支持 RTSP 实时流传输协议，RTSP 协议是TCP/IP 协议体系中的一个应用层协议，定义了一对多应用程序如何有效地通过 IP网络传送多媒体数据，它主要实现的功能是传输并控制具有实时特性的媒体流。HLS 协议是由 Apple 公司定义的用于实时流传输的协议，基于 HTTP 协议实现。传输内容包括 M3U8 描述文件和 TS 媒体文件两部分[34]。在该系统中，我们需要把视频的 RTSP 协议转码成 HTTP HLS 直播协议，这样可以支持在不同的终端（pc，iphone，ipad 等等）播放。从多路 RTSP 输入源中提取 AAC 编码的音频和 H.264编码视频数据，并生成 HLS 直播协议所支持的 MPEG-TS 格式分段文件以及对应的 m3u8 描述文件。输入数据为来自摄像头的 RTSP 视频流，然后利用 FFmpeg 将其输出到 FFserver 监听的服务（Feed）上，然后客户端（vlc）可以播放 FFserver广播的经过转换后的视频流（Streams）。下图 2-3 为实现的具体流程：
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于物联网技术的远程智能灌溉系统的设计与实现[J]. 李兴华,宋鹏宇,王想实,周薇. 电脑知识与技术. 2016(08)
[2]WebGIS在农业环境物联网监测系统中的设计与实现[J]. 杜克明,褚金翔,孙忠富,郑飞翔,夏于,杨小冬. 农业工程学报. 2016(04)
[3]基于物联网的温室智能系统研究[J]. 都妍美. 企业技术开发. 2015(27)
[4]基于物联网与WebGIS的智能公交系统[J]. 王小康,李景文. 测绘与空间地理信息. 2015(03)
[5]物联网在设施农业中的应用[J]. 刘志辉,朱旭东. 安徽农业科学. 2014(33)
[6]茶叶物联网系统的设计与实现[J]. 刘小虎,汪兴,吴蒙,王静. 安徽农业科学. 2014(16)
[7]农业物联网技术在作物种植环境系统中的应用[J]. 宋艳,王果. 中小企业管理与科技(下旬刊). 2013(09)
[8]物联网技术在烟草工业企业的应用探讨[J]. 张钦峰,袁宝山,刘新,王新亭. 物流工程与管理. 2013(07)
[9]物联网技术在农业中的应用[J]. 张凌云,薛飞. 广东农业科学. 2011(16)
[10]实现“十二五”良好开局 加快发展现代农业[J]. 韩长赋. 农村工作通讯. 2011(01)
硕士论文
[1]基于物联网的智能农田远程监控系统的设计[D]. 姜元.哈尔滨理工大学 2016
[2]基于嵌入式系统的农业大棚环境优化控制的研究与应用[D]. 张丽良.沈阳理工大学 2016
[3]温室蔬菜大棚监控系统研究与实现[D]. 李海南.吉林大学 2015
[4]基于物联网技术的温室大棚监控系统的设计与实现[D]. 孟庆海.天津大学 2014
[5]基于物联网的智能农业系统运用[D]. 覃梦甜.武汉轻工大学 2014
[6]智能大棚监测与控制关键技术的研究[D]. 豁保强.天津科技大学 2014
[7]基于Android平台的煤矿安全监测GIS系统的设计与实现[D]. 逯欣欣.西安科技大学 2013
[8]基于物联网的精准农业大棚监控系统的设计与研究[D]. 吴小莲.江西农业大学 2013
[9]基于Flex框架的Web即时通讯系统的研究与实现[D]. 刘昭纯.中国海洋大学 2013
[10]基于物联网的现代农业信息智能化系统研究及应用[D]. 冯颖.天津大学 2013
本文编号：2952436
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