基于物联网技术的智能种植监测系统

发布时间：2017-05-01 14:05

  本文关键词：基于物联网技术的智能种植监测系统，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：加快推进农业现代化和智能化,实现农作物优质高产和农业结构合理升级对国计民生意义重大。鉴于我国现代农业转型发展的瓶颈(产量低、人力和土地资源利用率低),利用信息技术实现大棚和家庭的智能化种植成为研究的切入点。通过充分结合物联网和互联网,利用当今先进的传感器技术、嵌入式技术、无线通信技术和数据存储技术建设智能种植监测系统,可实现对湿度、温度、光照等环境参数的实时监测。此系统在农业应用中具有以下优势：使用成本低、方便操作,合理完善农业管理模式,提高农业产出,增加农民收益。基于物联网技术的智能种植监测系统的工作过程如下：首先,系统通过传感设备采集土壤和空气温湿度、光照和CI2含量等植物生长要素；然后,系统将数据实时发送至控制单元(树莓派)并进行存储处理；接着,结合相应软件,通过将树莓派在WIFI下接入Internet实现数据与数据库的存储链接；最后,应用户需求,在Internet环境下通过登录服务器可实现对数据的实时远程监测和历史数据记录的查看。这方便农作物管理者及时掌握科学精准数据以采取正确的调控措施。本课题是针对我国农业的发展现状和大棚种植企业或家庭种植用户的实际需求而进行,设计并实现了基于物联网架构的智能种植监测系统。本文详细分析了各功能模块的工作过程并实现信息采集,清晰展示了相应的硬件搭建和软件开发流程,得出了与数据库存储链接的存储数据。现将本文所做的主要研究归纳如下：(1)论文首先就农业物联网的发展现状和研究思路进行分析,详细阐述关键技术及传感器选型。在系统的方案设计中,从系统的总体需求出发建设系统框架和各功能模块。在关键技术介绍部分,主要阐述了物联网技术、WIFI无线通信技术和数据存储技术。(2)对系统各功能子模块的设计与实现。系统共构建五个功能模块：土壤温湿度、空气温湿度、光照强度、CI2浓度和植物生长视频。通过控制装置树莓派在python软件平台上开发并驱动各相应传感器采集信息,然后通过WIFI接入Internet实现对采集数据的传输和数据库存储备份。图像采集模块,通过系统数字摄像头对植物生长图像全程采集,并通过树莓派压缩处理得到HDMI视频。(3)基于物联网技术的智能种植监测系统的功能实现。首先就各模块以图表的形式详述了其硬件搭建和业务流程。然后分析给出了系统数据监测和存储链接过程。最后,对系统在农业生产种植中的应用给出建议。
【关键词】：智能种植 物联网技术 传感器技术 数据存储
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP391.44;TN929.5;S126
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 1 绪论12-18
• 1.1 研究背景12
• 1.2 研究意义12-14
• 1.3 研究现状14-16
• 1.4 论文创新点16-17
• 1.5 本文的主要内容和组织结构17-18
• 2 系统方案设计18-37
• 2.1 系统的设计目标和原则18-20
• 2.1.1 设计目标18-19
• 2.1.2 设计原则19-20
• 2.2 需求分析20-23
• 2.2.1 系统的总体需求20-21
• 2.2.2 功能需求21-23
• 2.3 系统框架设计23-29
• 2.3.1 智能种植监测系统原理23
• 2.3.2 系统硬件架构23-25
• 2.3.3 系统软件设计25-27
• 2.3.4 Protel电路设计27-29
• 2.4 传感器选型29-36
• 2.4.1 传感器选型原则29-30
• 2.4.2 系统传感器选型30-36
• 2.5 本章小结36-37
• 3 智能种植监测系统关键技术研究37-51
• 3.1 物联网与WIFI通信技术37-42
• 3.1.1 物联网技术理论研究37-38
• 3.1.2 WIFI通信技术38-42
• 3.2 数据信息采集、存储与备份42-47
• 3.3 基于传感器的智能监测47-49
• 3.4 本章小结49-51
• 4 基于物联网技术的智能种植监测系统的设计与实现51-60
• 4.1 土壤温湿度监测的设计与实现51-54
• 4.1.1 土壤温湿度监测工作原理51
• 4.1.2 土壤温湿度监测硬件电路51-53
• 4.1.3 土壤温湿度监测功能的实现53-54
• 4.2 空气温湿度监测功能的设计与实现54-56
• 4.2.1 空气温湿度监测工作原理54
• 4.2.2 空气温湿度监测硬件电路54-55
• 4.2.3 空气温湿度监测功能的实现55-56
• 4.3 光照强度监测功能的设计与实现56-57
• 4.3.1 光照强度监测工作原理56
• 4.3.2 光照监测硬件电路56
• 4.3.3 光照监测功能的实现56-57
• 4.4 CO_2浓度监测功能的设计与实现57-58
• 4.4.1 CO_2浓度监测工作原理57
• 4.4.2 CO_2浓度监测硬件电路57-58
• 4.4.3 CO_2浓度监测功能的实现58
• 4.5 种植图像与视频采集生成58-59
• 4.5.1 图像采集工作原理58
• 4.5.2 图像采集功能的实现58-59
• 4.6 本章小结59-60
• 5 系统整合与应用60-70
• 5.1 系统实现60
• 5.2 数据表结构60-66
• 5.3 数据库链接与数据存储66-68
• 5.4 系统在农业中的应用68-69
• 5.5 本章小结69-70
• 6 总结与展望70-72
• 6.1 总结70
• 6.2 展望70-72
• 参考文献72-74
• 附录74-78
• 致谢78-80
• 个人简历80

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