多功能作物生长及环境因子监测系统的设计与研制
发布时间：2022-02-12 20:45
近年来,设施农业和精准农业一直是研究的重点和热点。两者都强调了对作物生长和环境信息实时、快速、准确地获取和后期智能化数据分析、处理的重要性,这些都是传统的手工农业所无法达到的。由此,科研人员加大对农业监测系统（仪器）的研制力度,也取得了不错的成果,如温室大棚监控系统、植物生长监测系统、土壤墒情监测仪等,同时,数字图像处理技术也运用到农业监测领域。虽然各系统（仪器）都有自身特点,针对性强,但是,功能相对单一,可选性不强,监测植物生长的仪器无法监测环境因子,环境监测系统可监测的环境因子种类又较少。本文在分析了国内外的研究进展的基础上,结合自身能力,消化吸收以色列PTM-48植物光合生理监测系统的设计技术,设计了一款多功能作物生长及环境因子监测系统,本系统结合了温室大棚监测系统和植物生长监测系统的特点,既可以监测多个环境因子,也可以监测作物的生长信息。本文完成以下内容：1、设计并研制了一台多功能作物生长及环境因子监测系统。该系统可以实时监测多个环境因子和叶片温度,可手动或定时获取作物图片,数据和图片可存储在SD卡中,系统可设置监测参数和系统参数,系统监测的数据可实时传输给上位机数据接收软件,...
【文章来源】：安徽农业大学安徽省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
RTC框圈
断是否进斤数据采集、思不和上传数据。系统在系统参数设宣１１１有系统监测时间??间隔设置一项，可Ｗ根据实际要求，手动修改数据采集的时间间觸。系统实时监??测软件流程如图４－４所示。?■??初始化Ｉ?Ｉ上传数据??＇?！??Ｙ??读取，时间１??加载日历Ｉ?Ｉ?１??＾?＾浓晶盈巧??可?：．?‘??１?Ｉ单戸齊懲??＾?叶片細度??哥?，Ｎ?￣￣＇??Ｎ?１?公式计算??钟变＾?Ｉ￣￣＾￣??Ｙ?Ｉ采样Ｔｏ系＂??１求平均化??Ｉ?Ａ／Ｄ采样??Ｙ?＾?：???图４－４实时监测软件流程图??Ｆｉｇ?４－４?Ｓｏｆｔｗａｒｅ?ｆｌｏｗ?ｃｈａｉ＊ｔ?ｏｆ?ｒｅａｌｔｉｍｅ?ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ??系统巧进行一些必巧的初始化后，会进入一个循环的监测函数，在返回键没??有按下的情况下，函数会一直判断时间足否发生变化，系统设定每５秒钟进行一??次数据采集。数据采集包括６个环境因子（：夺：气温湿度、±壊温湿度、Ｃ０２浓??度和光照强度）的Ａ／Ｄ采样和叶片温度的单总线数据采集。在Ａ／Ｄ采样时，系??３６??
测时间间隔设貴功能，可Ｗ通过手动修改监测的时间间隔，最小时间间隔为１??分钟，最大为２４小时，实时监测时，在判定到达了所设定的监测问隔后，系统??会将最新一次的数据通过串口上传给上位机软件。??当系统发现返回键被按下时，系统么直接跳出实时监测的死循环函数，返回??到主菜单界面，不同于？般的按键查询方式，本系统的返回键查询放在主监视任??务当中，前文介绝到主监视任务比主要任务优先级高，主监视任务会时常打断主??要任务■查询返回键是否被按下，在延时函数执巧时，将ＣＰＵ使用权再让给主??要任务，这样做的好处是一旦返凹键被按下，系统会立即响应返回到主菜单，而？??一般按键的查询方式会使按键有时显得很不灵敏，需要长时间按下按键才会被响?■??应。??４丄３．２拍照?．??系统的拍照功能主要是为了获取作物的图像，如拍取一张作物的叶片图片，??通过数字園像处理技术，可根据叶片的颜色判断作物生长是否正常，叶片氮含??虽和叶绿素含虽等。系统的拍照功能分为手动拍照和定时拍照两种，手动拍照是??根据需要，调整位置拍取想要的作物图片，定时拍照则是事先选取好对象，调整??好位置，结合系统民ＴＣ的闹钟功能，可Ｗ在设定的时间点拍取作物的照片。拍??照的软件流程图如图４－５所示。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]土壤温度和容重对频率反射土壤水分传感器测量精度的影响[J]. 郭文川,宋克鑫,张鹏,韩文霆. 农业工程学报. 2013(10)
[2]田间小气候对水稻产量的影响[J]. 王卫,谢小立,陈安磊. 生态环境学报. 2013(03)
[3]基于WMSN的作物环境与长势远程监测系统[J]. 杨信廷,吴滔,孙传恒,刘燕德,周超. 农业机械学报. 2013(01)
[4]基于频域反射法的便携式土壤水分检测仪研制[J]. 江朝晖,檀春节,支孝勤,王春生,马友华. 传感器与微系统. 2013(01)
[5]玉米持绿与早衰品种叶片衰老过程中光化学活性的变化[J]. 张子山,李耕,高辉远,刘鹏,杨程,孟祥龙,孟庆伟. 作物学报. 2013(01)
[6]基于数码相机的水稻冠层图像分割及氮素营养诊断[J]. 王远,王德建,张刚,王灿. 农业工程学报. 2012(17)
[7]双季水稻叶片温度变化规律及其与产量关系的研究[J]. 吴自明,赵伟,石庆华,潘晓华. 中国农学通报. 2012(18)
[8]作物数字图像获取与长势诊断的方法研究[J]. 韩文霆,李敏,陈微. 农机化研究. 2012(06)
[9]高海拔旱地油菜开花盛期光合生理特性研究[J]. 蒋菊芳,陈雷,魏育国,丁文魁,马兴祥. 中国农学通报. 2012(15)
[10]ZigBee无线传感器网络节点部署策略研究——面向数字农业信息采集[J]. 项新建,郭小青. 浙江科技学院学报. 2011(03)
博士论文
[1]大气二氧化碳浓度升高对玉米幼苗碳氮资源分配的影响[D]. 宗毓铮.中国科学院研究生院（教育部水土保持与生态环境研究中心） 2013
硕士论文
[1]FDR土壤含水率传感器的主要影响因子与其结构优化研究[D]. 宋克鑫.西北农林科技大学 2013
[2]基于物联网的智能农业监测系统的设计与实现[D]. 王冬.大连理工大学 2013
[3]设施农业温室大棚嵌入式控制器开发[D]. 薛楠.沈阳工业大学 2013
[4]温室群控系统的设计与实现[D]. 金玉龙.浙江大学 2013
[5]基于ZigBee无线网络的智能温室环境监控系统设计[D]. 栾学德.中国海洋大学 2012
[6]作物数字图像远程获取控制系统的研究[D]. 陈微.西北农林科技大学 2012
[7]便携式土壤湿度检测仪的研究与设计[D]. 魏景斌.河北农业大学 2010
[8]基于嵌入式ZigBee网络的农田信息监测系统的设计与实现[D]. 周良.南京农业大学 2009
[9]基于数字图像处理技术的水稻长势监测研究[D]. 刘继承.南京农业大学 2007
本文编号：3622349
【文章来源】：安徽农业大学安徽省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
RTC框圈
断是否进斤数据采集、思不和上传数据。系统在系统参数设宣１１１有系统监测时间??间隔设置一项，可Ｗ根据实际要求，手动修改数据采集的时间间觸。系统实时监??测软件流程如图４－４所示。?■??初始化Ｉ?Ｉ上传数据??＇?！??Ｙ??读取，时间１??加载日历Ｉ?Ｉ?１??＾?＾浓晶盈巧??可?：．?‘??１?Ｉ单戸齊懲??＾?叶片細度??哥?，Ｎ?￣￣＇??Ｎ?１?公式计算??钟变＾?Ｉ￣￣＾￣??Ｙ?Ｉ采样Ｔｏ系＂??１求平均化??Ｉ?Ａ／Ｄ采样??Ｙ?＾?：???图４－４实时监测软件流程图??Ｆｉｇ?４－４?Ｓｏｆｔｗａｒｅ?ｆｌｏｗ?ｃｈａｉ＊ｔ?ｏｆ?ｒｅａｌｔｉｍｅ?ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ??系统巧进行一些必巧的初始化后，会进入一个循环的监测函数，在返回键没??有按下的情况下，函数会一直判断时间足否发生变化，系统设定每５秒钟进行一??次数据采集。数据采集包括６个环境因子（：夺：气温湿度、±壊温湿度、Ｃ０２浓??度和光照强度）的Ａ／Ｄ采样和叶片温度的单总线数据采集。在Ａ／Ｄ采样时，系??３６??
测时间间隔设貴功能，可Ｗ通过手动修改监测的时间间隔，最小时间间隔为１??分钟，最大为２４小时，实时监测时，在判定到达了所设定的监测问隔后，系统??会将最新一次的数据通过串口上传给上位机软件。??当系统发现返回键被按下时，系统么直接跳出实时监测的死循环函数，返回??到主菜单界面，不同于？般的按键查询方式，本系统的返回键查询放在主监视任??务当中，前文介绝到主监视任务比主要任务优先级高，主监视任务会时常打断主??要任务■查询返回键是否被按下，在延时函数执巧时，将ＣＰＵ使用权再让给主??要任务，这样做的好处是一旦返凹键被按下，系统会立即响应返回到主菜单，而？??一般按键的查询方式会使按键有时显得很不灵敏，需要长时间按下按键才会被响?■??应。??４丄３．２拍照?．??系统的拍照功能主要是为了获取作物的图像，如拍取一张作物的叶片图片，??通过数字園像处理技术，可根据叶片的颜色判断作物生长是否正常，叶片氮含??虽和叶绿素含虽等。系统的拍照功能分为手动拍照和定时拍照两种，手动拍照是??根据需要，调整位置拍取想要的作物图片，定时拍照则是事先选取好对象，调整??好位置，结合系统民ＴＣ的闹钟功能，可Ｗ在设定的时间点拍取作物的照片。拍??照的软件流程图如图４－５所示。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]土壤温度和容重对频率反射土壤水分传感器测量精度的影响[J]. 郭文川,宋克鑫,张鹏,韩文霆. 农业工程学报. 2013(10)
[2]田间小气候对水稻产量的影响[J]. 王卫,谢小立,陈安磊. 生态环境学报. 2013(03)
[3]基于WMSN的作物环境与长势远程监测系统[J]. 杨信廷,吴滔,孙传恒,刘燕德,周超. 农业机械学报. 2013(01)
[4]基于频域反射法的便携式土壤水分检测仪研制[J]. 江朝晖,檀春节,支孝勤,王春生,马友华. 传感器与微系统. 2013(01)
[5]玉米持绿与早衰品种叶片衰老过程中光化学活性的变化[J]. 张子山,李耕,高辉远,刘鹏,杨程,孟祥龙,孟庆伟. 作物学报. 2013(01)
[6]基于数码相机的水稻冠层图像分割及氮素营养诊断[J]. 王远,王德建,张刚,王灿. 农业工程学报. 2012(17)
[7]双季水稻叶片温度变化规律及其与产量关系的研究[J]. 吴自明,赵伟,石庆华,潘晓华. 中国农学通报. 2012(18)
[8]作物数字图像获取与长势诊断的方法研究[J]. 韩文霆,李敏,陈微. 农机化研究. 2012(06)
[9]高海拔旱地油菜开花盛期光合生理特性研究[J]. 蒋菊芳,陈雷,魏育国,丁文魁,马兴祥. 中国农学通报. 2012(15)
[10]ZigBee无线传感器网络节点部署策略研究——面向数字农业信息采集[J]. 项新建,郭小青. 浙江科技学院学报. 2011(03)
博士论文
[1]大气二氧化碳浓度升高对玉米幼苗碳氮资源分配的影响[D]. 宗毓铮.中国科学院研究生院（教育部水土保持与生态环境研究中心） 2013
硕士论文
[1]FDR土壤含水率传感器的主要影响因子与其结构优化研究[D]. 宋克鑫.西北农林科技大学 2013
[2]基于物联网的智能农业监测系统的设计与实现[D]. 王冬.大连理工大学 2013
[3]设施农业温室大棚嵌入式控制器开发[D]. 薛楠.沈阳工业大学 2013
[4]温室群控系统的设计与实现[D]. 金玉龙.浙江大学 2013
[5]基于ZigBee无线网络的智能温室环境监控系统设计[D]. 栾学德.中国海洋大学 2012
[6]作物数字图像远程获取控制系统的研究[D]. 陈微.西北农林科技大学 2012
[7]便携式土壤湿度检测仪的研究与设计[D]. 魏景斌.河北农业大学 2010
[8]基于嵌入式ZigBee网络的农田信息监测系统的设计与实现[D]. 周良.南京农业大学 2009
[9]基于数字图像处理技术的水稻长势监测研究[D]. 刘继承.南京农业大学 2007
本文编号：3622349
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